Transcript 課程名稱：氧化還原反應
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課程名稱：氧化還原反應
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
Slide 2
元素與氧化物
的反應探索
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氫氣與氧化銅反應
氫氣與氧化銅的反應：
（媒體：1，1’10” ）
（1）將紅色銅線放入長玻璃管內加熱，銅形成 黑 色的 氧化銅 。
（2）接著通入氫氣後，發現： 又回復成紅色銅線
。
（3）反應：
H 2 CuO Cu H 2 O
CuO
Cu
圖檔資源：http://mattson.creighton.edu/PipetRxnCu-CuO/PipetRxnCu-CuO.html
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鋅粉與氧化銅反應
鋅粉與氧化銅的反應：（媒體：1，50” ）
（1）將灰色的鋅粉與黑色的氧化銅共熱
（2）發現： 有紅色銅生成
。
（3）反應：
Zn CuO Cu ZnO
Zn CuO
紅棕色
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碳粉與氧化銅反應
碳粉與氧化銅的反應：（媒體：1，7’39” ）
（1）將黑色的碳粉與黑色的氧化銅以鋁箔紙捲包裹共熱
（2）發現： 有紅色銅生成
。
（3）反應：
C 2 CuO 2 Cu CO 2
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鎂與二氧化碳反應
鎂與二氧化碳的反應：（媒體：1，3’9” ；2，3’9” ）
（1）將鎂帶點燃後，置入二氧化碳中
（2）發現： 鎂能在二氧化碳中燃燒且瓶壁有黑色碳生成 。
（3）反應：
2 Mg CO 2 C 2 MgO
Mg CO 2
碳附著瓶壁
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氧化還原反應
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氧化還原的反應類型
氧化還原的反應類型：
屬於
取代（置換） 反應
＋
→
＋
A ＋ BC → B ＋ AC
反應
化學反應式
氫＋氧化銅
H 2 CuO Cu H 2 O
鋅＋氧化銅
Zn CuO Cu ZnO
碳＋氧化銅
C 2 CuO 2 Cu CO 2
鎂＋二氧化碳
2 Mg CO 2 C 2 MgO
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氧化還原反應的定義
氧化還原反應的定義：氧化反應與還原反應相伴發生的反應
（1）狹義的定義：涉及 氧 的得失
氧化 ：物質與氧作用的反應（ 得氧 的反應）
還原 ： 氧化物 失去氧的反應（ 失氧 的反應）
Zn CuO Cu ZnO
CuO
被還原
Zn 被氧化
（2）廣義的定義：涉及 電子數 的得失
氧化 ：物質失去電子者
還原 ：物質得到電子者
Zn Cu
2
Cu Zn
2
Cu2+
被還原
Zn 被氧化
（媒體：1）
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氧化還原反應的發生
氧化還原反應的發生：
（1）反應原理：
活性 大 的元素能從氧化物中，把活性 小 的元素取代出來
（2）討論：
反應
廣
義
化學反應式
元素活性推測
氫＋氧化銅
H 2 CuO Cu H 2 O
H Cu
銅＋氧化鎂
Cu MgO X
Cu Mg
鋅＋氧化銅
Zn CuO Cu ZnO
Zn Cu
鎂＋二氧化碳
2 Mg CO 2 C 2 MgO
Mg C
鐵＋硫酸銅
Fe Cu
2
Fe
銅＋硫酸鋅
Cu Zn
2
X
2
Cu
Fe Cu
Zn Cu
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狹義定義的反應物角色描述
狹義定義的反應物角色描述：涉及 氧
得失的反應
（1）在反應中得氧者：本身 被氧化 （有還原力，有還原作用）。
有使他物 還原 的能力，稱作 還原劑 。
（2）在反應中失氧者：本身 被還原 （有氧化力，有氧化作用）。
有使他物 氧化 的能力，稱作 氧化劑
。
Zn 是還原劑
Zn 被氧化
Zn CuO Cu ZnO
CuO 被還原
CuO 是氧化劑
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氧化與還原必相伴發生
Zn CuO Cu ZnO
Zn
得氧
CuO
失氧
Zn
被氧化
CuO
被還原
Zn
還原劑
CuO
氧化劑
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廣義定義的反應物角色描述
廣義定義的反應物角色描述：涉及 電子數 得失的反應
（1）在反應中失電子者：本身 被氧化 （有還原力，有還原作用）。
有使他物 還原 的能力，稱作 還原劑 。
（2）在反應中得電子者：本身 被還原 （有氧化力，有氧化作用）。
有使他物 氧化 的能力，稱作 氧化劑
。
Zn 是還原劑
Zn 被氧化
Zn Cu
2
Zn
Cu2+ 被還原
Cu2+ 是氧化劑
2
Cu
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氧化還原反應的角色說明
氧
化
劑
失氧者，被還原，擔任氧化劑。
氧化劑本身被還原，是能使他物氧化的物質。
氧化劑是具氧化力的物質，是能使他物氧化的物質。
氧化劑是具氧化作用的物質，是能使他物氧化的物質。
氧化劑會失氧，使他物得氧。
強氧化劑是自己容易失氧，使他物容易得氧。
失氧＝被還原＝氧化劑（力、作用）
還
原
劑
得氧者，被氧化，擔任還原劑。
還原劑本身被氧化，是能使他物還原的物質。
還原劑是具還原力的物質，是能使他物還原的物質。
還原劑是具還原作用的物質，是能使他物還原的物質。
還原劑會得氧，使他物失氧。
強還原劑是自己容易得氧，使他物容易失氧。
得氧＝被氧化＝還原劑（力、作用）
得氧與失氧、氧化與還原，伴隨發生。
還原劑與氧化劑，共同存在。
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活性序列看氧化還原角色
活性序列：
K Na Ca Mg Al C Zn Fe Pb H Cu Hg Ag Au
活性愈大
活性愈小
（愈容易燃燒）
（愈不容易燃燒）
氧化物
愈安定
愈易氧化（得氧）
氧化物
愈不安定
氧化物愈易還原
（失氧）
強還原劑（力；作用）
強氧化劑（力；作用）
弱氧化劑（力；作用）
弱還原劑（力；作用）
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範例解說
1.反應：Zn ＋ CuO → Cu ＋ ZnO
Zn 被氧化成 ZnO ； CuO 被還原成 Cu 。
CuO 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被 還原 。
Zn 有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化 。
2.反應：H2+CuO → Cu+H2O
H2 被氧化成 H2O ； CuO 被還原成 Cu 。
CuO 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被還原
。
H2 有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化
。
3.（ C ）將下列各組的混合物加熱，哪一組能發生氧化還原反應？
(A) Na2O＋MgO
(B) Mg＋Ca
Al CuO Cu Al 2 O 3
(C) Al＋CuO
(D) Na2O＋MgO
2 Al 3CuO 3Cu Al O
2
3
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範例解說
4. 實驗裝置如圖，將鋅片放入硫酸銅水溶液中，一段時間後發現
鋅片上有銅析出且溶液的溫度升高，則回答下列問題：
此化學反應式？ Zn CuSO
離子反應式？
Zn Cu
Zn CuSO
Zn Cu
4
2
2
4
Cu ZnSO
Cu Zn
Cu ZnSO
2
4
2
1
1
Cu Zn
（媒體：1，10” ；2，27” ；3，1’10”）
4
。
。
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範例解說
4. 實驗裝置如圖，將鋅片放入硫酸銅水溶液中，一段時間後發現
鋅片上有銅析出且溶液的溫度升高，則回答下列問題：
此化學反應式？ Zn CuSO
離子反應式？
Zn Cu
2
4
Cu ZnSO
Cu Zn
4
2
。
。
鋅片被 Cu2+
氧化 成 Zn2+ 。
還原 成 Cu 。
銅離子被ZnZn CuSO
Cu ZnSO
4
4
反應為 放 熱反應；硫酸銅水溶液顏色變化？ 變淡 。
Zn
鋅片上有
Cu
2
2
2
銅 析出，鋅片質量變化？
SO 4 Cu 減輕
Zn 。
（原子量：鋅> 銅）
2
2
Zn Cu Cu Zn
Zn CuSO 4 Cu ZnSO
Zn Cu
2
4
2
1
1
Cu Zn
（媒體：1，10” ；2，27” ；3，1’10”）
SO 4
2
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範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
＋
－
－
＋
－
－
（1）X、Y、Z、W四種金屬元素活性由大至小依次為： Y＞X＞W＞Z 。
（2）如表，甲、乙、丙、丁、戊、己中有反應者為？
B
(A)乙丙 (B)丁戊 (C)丙丁 (D)甲己。
。
Y＞X
X＞Z
X＞W
W＞Z Y＞X＞W＞Z
Slide 20
範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
（3）XO、YO、ZO、WO 四種金屬元素的氧化物其活性大小依序為？
ZO＞WO＞XO＞YO
。
Y
（4）X、Y、Z、W 之中，有最強還原作用的是？：
。
∵ Y＞X＞W＞Z
∴ YO＜XO＜WO＜ZO
強還原作用＝強還原劑＝ 最易得氧 Y
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範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
（5）XO、YO、ZO、WO 四氧化物中，則：
何者是最強的氧化劑？ ZO ；最弱的氧化劑？
氧化劑強弱順序？ ZO＞WO＞XO＞YO 。
∵ Y＞X＞W＞Z
強氧化劑＝最易失氧 ZO
YO
。
Slide 22
範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
（6）X、Y、Z、W 四氧化物中，則：
何者是最強的還原劑？ Y
；最弱的還原劑？
還原劑強弱順序？ Y＞X＞W＞Z
。
∵ Y＞X＞W＞Z
強還原劑＝最易得氧 Y
Z
。
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金屬的冶煉
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冶煉：
金屬的冶煉原理
（1）意義：從金屬礦（多為 氧化物 ）中提煉出金屬的過程
（2） 還原 冶鍊法：用 還原劑 使礦石中的金屬還原出來
（3）原理： 氧化還原
。
XO (氧化物 ) ( 還原劑
?
) X ... ( X : 某金屬 )
失氧（被還原）
得氧（被氧化）
氧化劑
還原劑
鐵礦
鋅礦
銅礦
鉛礦
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冶煉：
金屬的冶煉原理
（4）還原法冶煉的要件：
礦物 (氧化劑)
還原劑
高溫 。
（5）還原劑選用原則：還原劑的活性需大於金屬礦的金屬活性
用於鋅、鐵、鉛、銅礦等，常用 碳 C 當做還原劑。
價格便宜 ）
（∵其
K Na Ca Mg Al C Zn Fe Pb H Cu Hg Ag Au
其四者氧化物
若欲使其失氧
還原劑選用
需選擇活性比 Zn 大者
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高爐煉鐵：
高爐煉鐵
（1）煉鐵場所：高爐（鼓風爐）
（2）煉鐵四大要件及功能：
氧化劑：鐵礦必須為 氧化鐵 。
還原劑：
焦煤（＝煤焦或焦炭）
一氧化碳 CO （副產物）
熱空氣：達高溫 800℃
風口
熔劑：
出鐵口
矽土： SiO 2 二氧化矽 。 生鐵車
灰石： C aCO 3 碳酸鈣 。
四要件
角色
鐵礦
氧化劑
焦煤
還原劑
燃料
熱空氣
達高溫
受料斗
渣灌車
出渣口
熔劑
除去雜質
避免生鐵氧化
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高
爐
煉
鐵
示
意
圖
受料口
Fe 2 O 3
SiO 2 或 CaCO
3
C
CO
CaO SiO 2 CaSiO
3
熱風口
800 ℃
生鐵出口
Fe
熔渣出口
C aSiO
3
偏矽酸鈣
（熔渣 ）
（密度小於生鐵）
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高爐煉鐵反應式一覽表
物質
Fe2O3
鐵礦
化學反應
2Fe 2 O 3 3C 4Fe 3CO
Fe 2 O 3 3CO 2Fe 3CO
C
焦煤
2C O 2 2CO
CO
CO
2C O 2 2CO
CO
CaCO3
熔劑
SiO2
熔劑
功能
CaCO
2
2
2
2
C 2CO
燃料
還原劑
C 2CO
還原劑
Δ
3
氧化劑
CaO CO 2
CaO SiO 2 CaSiO 3 ( 偏矽酸鈣 )
（熔渣）
生成CaO
除去雜質
密度小浮於生鐵
上避免再氧化
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鐵的應用：
鐵的應用
（媒體：1，6’26”）
（1）鐵的冶煉：
剛煉製的鐵，稱為 生鐵 。
將碳除去，使接近純鐵，稱為 熟鐵 。
熟鐵加入少量的碳，增加硬度與密度，稱為 鋼
鋼加入適量的鎢，稱為 鎢鋼 。
鋼加入適量的錳，稱為 錳鋼 。
鋼加入適量的鉻、鎳，稱為 不銹鋼
。
（2）應用： 含碳量 C % : 生鐵 鋼 熟鐵
。
類別
含碳量
性質
用途
生鐵
（鑄鐵）
最多
含雜質，質硬而脆，宜鑄造
鐵管、煉鋼
鋼
中
宜鑄造也宜鍛接
廣
熟鐵
最少
近純鐵，富延展性，宜鍛接
廣
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範例解說
1.反應： Fe2O3＋C → Fe＋CO2 （未平衡）
2 Fe 2 O 3 3C 4 Fe 3CO 2
平衡係數
。
CO
2 Fe 2 O 3 3
CC2Fe
42Fe
Fe
33
CO
2CO
2 2
C
被氧化成 CO2 ； Fe2O3 被還原成 Fe 。
Fe2O3 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被 還原
C
有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化
2.反應：Fe2O3＋CO → Fe＋CO2 （未平衡）
Fe 2 O 3 3CO 2 Fe 3CO 2
平衡係數
。
。
。
O33 3
CO
Fe22O
CO
2Fe
FeCO
3CO
CO
Fe
CO
2Fe
3CO
CO
2 22 2
CO 被氧化成 CO2 ； Fe2O3 被還原成 Fe 。
Fe2O3 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被 還原
CO 有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化
。
。
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範例解說
3.（ A ）下列哪一項反應過程，必須加入還原劑？
(A) Fe2O3 → Fe (B) Cu → CuO (C) CO → CO2 (D) Mg → MgO
還原劑，有還原力，使他物失氧
4.（ B ）下列哪一項反應過程，必須加入氧化劑？
(A) Fe2O3 → Fe (B) H2 → H2O (C) MgO → Mg (D) CaCO3→CaO
氧化劑，有氧化力，使他物得氧
5.（ C ）2Fe2O3＋3C → 4Fe＋3CO2，試問12公斤的煤焦和足量Fe2O3反
應，約可煉得多少公斤的鐵？（Fe＝56）
(A) 224 (B) 112 (C) 75 (D) 56 公斤
2 Fe 2 O 3 3C 4 Fe 3CO 2
2
3
12000
12
4
3
X
12000
4
12
3
12000
1
4
12
X
1
12000
mol
56 g
3
4
12
74 . 67 Kg
1
3
56
1
1000
Kg
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生活中的
氧化還原反應
Slide 33
生活中的氧化還原反應
生活中的氧化還原反應
（1）常見的氧化還原反應：
氧化作用
還原作用
呼吸作用
鐵生銹
物質燃燒
生物分解作用
人體新陳代謝
漂白水漂白作用
光合作用
光 .. 葉綠素
6 CO 2 12 H 2 O C 6 H 12 O 6 6 H 2 O 6 O 2
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常見的氧化劑與還原劑
生活中的氧化還原反應
（2）常見的氧化劑與還原劑：
氧化劑
氧氣
氯氣
次氯酸鈉
次氯酸鈣
硫酸
過氧化氫
硝酸
O2
Cl2
NaOCl
Ca(OCl)2
H2SO4
H2O2
HNO3
還原劑
焦炭
氫氣
一氧化碳
二氧化硫
C
H2
CO
SO2
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生活中的氧化還原說明
類胡蘿蔔素、維他命 C或 E：利用 還原 作用減緩食品氧化。
它們是 還原劑 ，亦稱為 抗氧化劑
。
呼吸作用： C 6 H 12 O 6 6 O 2 呼吸
6 CO 2 6 H 2 O
蠟燭燃燒：
蠟燭 O 2 CO
2
H 2O
鐵 生 銹： 4 Fe 3O 2 2 H 2 O 2 Fe 2 O 3 2 H 2 O
氧化劑
O2
還原劑
C 6 H 12 O 6
O2
蠟燭
O2
Fe
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生活中的氧化還原 漂白作用
漂白作用：
（1）氧化型漂白劑：
利用 氧化 作用將色素破壞，漂白後顏色不會恢復
氯漂白劑：含次氯酸鈉 NaOCl
。（氧化劑）
不可與 鹽酸 混合，會產生有毒的氯氣。
氧漂白劑：含過氧化氫 H 2 O 2
。（氧化劑）
（2）還原型漂白劑：
利用 還原 作用將色素還原成無色化合物，漂白後易恢復
二氧化硫： SO 2 。（還原劑）
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課程結束
課程名稱：氧化還原反應
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
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元素與氧化物
的反應探索
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氫氣與氧化銅反應
氫氣與氧化銅的反應：
（媒體：1，1’10” ）
（1）將紅色銅線放入長玻璃管內加熱，銅形成 黑 色的 氧化銅 。
（2）接著通入氫氣後，發現： 又回復成紅色銅線
。
（3）反應：
H 2 CuO Cu H 2 O
CuO
Cu
圖檔資源：http://mattson.creighton.edu/PipetRxnCu-CuO/PipetRxnCu-CuO.html
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鋅粉與氧化銅反應
鋅粉與氧化銅的反應：（媒體：1，50” ）
（1）將灰色的鋅粉與黑色的氧化銅共熱
（2）發現： 有紅色銅生成
。
（3）反應：
Zn CuO Cu ZnO
Zn CuO
紅棕色
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碳粉與氧化銅反應
碳粉與氧化銅的反應：（媒體：1，7’39” ）
（1）將黑色的碳粉與黑色的氧化銅以鋁箔紙捲包裹共熱
（2）發現： 有紅色銅生成
。
（3）反應：
C 2 CuO 2 Cu CO 2
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鎂與二氧化碳反應
鎂與二氧化碳的反應：（媒體：1，3’9” ；2，3’9” ）
（1）將鎂帶點燃後，置入二氧化碳中
（2）發現： 鎂能在二氧化碳中燃燒且瓶壁有黑色碳生成 。
（3）反應：
2 Mg CO 2 C 2 MgO
Mg CO 2
碳附著瓶壁
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氧化還原反應
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氧化還原的反應類型
氧化還原的反應類型：
屬於
取代（置換） 反應
＋
→
＋
A ＋ BC → B ＋ AC
反應
化學反應式
氫＋氧化銅
H 2 CuO Cu H 2 O
鋅＋氧化銅
Zn CuO Cu ZnO
碳＋氧化銅
C 2 CuO 2 Cu CO 2
鎂＋二氧化碳
2 Mg CO 2 C 2 MgO
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氧化還原反應的定義
氧化還原反應的定義：氧化反應與還原反應相伴發生的反應
（1）狹義的定義：涉及 氧 的得失
氧化 ：物質與氧作用的反應（ 得氧 的反應）
還原 ： 氧化物 失去氧的反應（ 失氧 的反應）
Zn CuO Cu ZnO
CuO
被還原
Zn 被氧化
（2）廣義的定義：涉及 電子數 的得失
氧化 ：物質失去電子者
還原 ：物質得到電子者
Zn Cu
2
Cu Zn
2
Cu2+
被還原
Zn 被氧化
（媒體：1）
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氧化還原反應的發生
氧化還原反應的發生：
（1）反應原理：
活性 大 的元素能從氧化物中，把活性 小 的元素取代出來
（2）討論：
反應
廣
義
化學反應式
元素活性推測
氫＋氧化銅
H 2 CuO Cu H 2 O
H Cu
銅＋氧化鎂
Cu MgO X
Cu Mg
鋅＋氧化銅
Zn CuO Cu ZnO
Zn Cu
鎂＋二氧化碳
2 Mg CO 2 C 2 MgO
Mg C
鐵＋硫酸銅
Fe Cu
2
Fe
銅＋硫酸鋅
Cu Zn
2
X
2
Cu
Fe Cu
Zn Cu
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狹義定義的反應物角色描述
狹義定義的反應物角色描述：涉及 氧
得失的反應
（1）在反應中得氧者：本身 被氧化 （有還原力，有還原作用）。
有使他物 還原 的能力，稱作 還原劑 。
（2）在反應中失氧者：本身 被還原 （有氧化力，有氧化作用）。
有使他物 氧化 的能力，稱作 氧化劑
。
Zn 是還原劑
Zn 被氧化
Zn CuO Cu ZnO
CuO 被還原
CuO 是氧化劑
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氧化與還原必相伴發生
Zn CuO Cu ZnO
Zn
得氧
CuO
失氧
Zn
被氧化
CuO
被還原
Zn
還原劑
CuO
氧化劑
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廣義定義的反應物角色描述
廣義定義的反應物角色描述：涉及 電子數 得失的反應
（1）在反應中失電子者：本身 被氧化 （有還原力，有還原作用）。
有使他物 還原 的能力，稱作 還原劑 。
（2）在反應中得電子者：本身 被還原 （有氧化力，有氧化作用）。
有使他物 氧化 的能力，稱作 氧化劑
。
Zn 是還原劑
Zn 被氧化
Zn Cu
2
Zn
Cu2+ 被還原
Cu2+ 是氧化劑
2
Cu
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氧化還原反應的角色說明
氧
化
劑
失氧者，被還原，擔任氧化劑。
氧化劑本身被還原，是能使他物氧化的物質。
氧化劑是具氧化力的物質，是能使他物氧化的物質。
氧化劑是具氧化作用的物質，是能使他物氧化的物質。
氧化劑會失氧，使他物得氧。
強氧化劑是自己容易失氧，使他物容易得氧。
失氧＝被還原＝氧化劑（力、作用）
還
原
劑
得氧者，被氧化，擔任還原劑。
還原劑本身被氧化，是能使他物還原的物質。
還原劑是具還原力的物質，是能使他物還原的物質。
還原劑是具還原作用的物質，是能使他物還原的物質。
還原劑會得氧，使他物失氧。
強還原劑是自己容易得氧，使他物容易失氧。
得氧＝被氧化＝還原劑（力、作用）
得氧與失氧、氧化與還原，伴隨發生。
還原劑與氧化劑，共同存在。
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活性序列看氧化還原角色
活性序列：
K Na Ca Mg Al C Zn Fe Pb H Cu Hg Ag Au
活性愈大
活性愈小
（愈容易燃燒）
（愈不容易燃燒）
氧化物
愈安定
愈易氧化（得氧）
氧化物
愈不安定
氧化物愈易還原
（失氧）
強還原劑（力；作用）
強氧化劑（力；作用）
弱氧化劑（力；作用）
弱還原劑（力；作用）
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範例解說
1.反應：Zn ＋ CuO → Cu ＋ ZnO
Zn 被氧化成 ZnO ； CuO 被還原成 Cu 。
CuO 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被 還原 。
Zn 有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化 。
2.反應：H2+CuO → Cu+H2O
H2 被氧化成 H2O ； CuO 被還原成 Cu 。
CuO 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被還原
。
H2 有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化
。
3.（ C ）將下列各組的混合物加熱，哪一組能發生氧化還原反應？
(A) Na2O＋MgO
(B) Mg＋Ca
Al CuO Cu Al 2 O 3
(C) Al＋CuO
(D) Na2O＋MgO
2 Al 3CuO 3Cu Al O
2
3
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範例解說
4. 實驗裝置如圖，將鋅片放入硫酸銅水溶液中，一段時間後發現
鋅片上有銅析出且溶液的溫度升高，則回答下列問題：
此化學反應式？ Zn CuSO
離子反應式？
Zn Cu
Zn CuSO
Zn Cu
4
2
2
4
Cu ZnSO
Cu Zn
Cu ZnSO
2
4
2
1
1
Cu Zn
（媒體：1，10” ；2，27” ；3，1’10”）
4
。
。
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範例解說
4. 實驗裝置如圖，將鋅片放入硫酸銅水溶液中，一段時間後發現
鋅片上有銅析出且溶液的溫度升高，則回答下列問題：
此化學反應式？ Zn CuSO
離子反應式？
Zn Cu
2
4
Cu ZnSO
Cu Zn
4
2
。
。
鋅片被 Cu2+
氧化 成 Zn2+ 。
還原 成 Cu 。
銅離子被ZnZn CuSO
Cu ZnSO
4
4
反應為 放 熱反應；硫酸銅水溶液顏色變化？ 變淡 。
Zn
鋅片上有
Cu
2
2
2
銅 析出，鋅片質量變化？
SO 4 Cu 減輕
Zn 。
（原子量：鋅> 銅）
2
2
Zn Cu Cu Zn
Zn CuSO 4 Cu ZnSO
Zn Cu
2
4
2
1
1
Cu Zn
（媒體：1，10” ；2，27” ；3，1’10”）
SO 4
2
Slide 19
範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
＋
－
－
＋
－
－
（1）X、Y、Z、W四種金屬元素活性由大至小依次為： Y＞X＞W＞Z 。
（2）如表，甲、乙、丙、丁、戊、己中有反應者為？
B
(A)乙丙 (B)丁戊 (C)丙丁 (D)甲己。
。
Y＞X
X＞Z
X＞W
W＞Z Y＞X＞W＞Z
Slide 20
範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
（3）XO、YO、ZO、WO 四種金屬元素的氧化物其活性大小依序為？
ZO＞WO＞XO＞YO
。
Y
（4）X、Y、Z、W 之中，有最強還原作用的是？：
。
∵ Y＞X＞W＞Z
∴ YO＜XO＜WO＜ZO
強還原作用＝強還原劑＝ 最易得氧 Y
Slide 21
範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
（5）XO、YO、ZO、WO 四氧化物中，則：
何者是最強的氧化劑？ ZO ；最弱的氧化劑？
氧化劑強弱順序？ ZO＞WO＞XO＞YO 。
∵ Y＞X＞W＞Z
強氧化劑＝最易失氧 ZO
YO
。
Slide 22
範例解說
5. X、Y、Z、W為四種金屬，XO、YO、ZO、WO為該金屬氧化物，
現以各種金屬與金屬氧化物互相作用，結果如附表所示。則：
（6）X、Y、Z、W 四氧化物中，則：
何者是最強的還原劑？ Y
；最弱的還原劑？
還原劑強弱順序？ Y＞X＞W＞Z
。
∵ Y＞X＞W＞Z
強還原劑＝最易得氧 Y
Z
。
Slide 23
金屬的冶煉
Slide 24
冶煉：
金屬的冶煉原理
（1）意義：從金屬礦（多為 氧化物 ）中提煉出金屬的過程
（2） 還原 冶鍊法：用 還原劑 使礦石中的金屬還原出來
（3）原理： 氧化還原
。
XO (氧化物 ) ( 還原劑
?
) X ... ( X : 某金屬 )
失氧（被還原）
得氧（被氧化）
氧化劑
還原劑
鐵礦
鋅礦
銅礦
鉛礦
Slide 25
冶煉：
金屬的冶煉原理
（4）還原法冶煉的要件：
礦物 (氧化劑)
還原劑
高溫 。
（5）還原劑選用原則：還原劑的活性需大於金屬礦的金屬活性
用於鋅、鐵、鉛、銅礦等，常用 碳 C 當做還原劑。
價格便宜 ）
（∵其
K Na Ca Mg Al C Zn Fe Pb H Cu Hg Ag Au
其四者氧化物
若欲使其失氧
還原劑選用
需選擇活性比 Zn 大者
Slide 26
高爐煉鐵：
高爐煉鐵
（1）煉鐵場所：高爐（鼓風爐）
（2）煉鐵四大要件及功能：
氧化劑：鐵礦必須為 氧化鐵 。
還原劑：
焦煤（＝煤焦或焦炭）
一氧化碳 CO （副產物）
熱空氣：達高溫 800℃
風口
熔劑：
出鐵口
矽土： SiO 2 二氧化矽 。 生鐵車
灰石： C aCO 3 碳酸鈣 。
四要件
角色
鐵礦
氧化劑
焦煤
還原劑
燃料
熱空氣
達高溫
受料斗
渣灌車
出渣口
熔劑
除去雜質
避免生鐵氧化
Slide 27
高
爐
煉
鐵
示
意
圖
受料口
Fe 2 O 3
SiO 2 或 CaCO
3
C
CO
CaO SiO 2 CaSiO
3
熱風口
800 ℃
生鐵出口
Fe
熔渣出口
C aSiO
3
偏矽酸鈣
（熔渣 ）
（密度小於生鐵）
Slide 28
高爐煉鐵反應式一覽表
物質
Fe2O3
鐵礦
化學反應
2Fe 2 O 3 3C 4Fe 3CO
Fe 2 O 3 3CO 2Fe 3CO
C
焦煤
2C O 2 2CO
CO
CO
2C O 2 2CO
CO
CaCO3
熔劑
SiO2
熔劑
功能
CaCO
2
2
2
2
C 2CO
燃料
還原劑
C 2CO
還原劑
Δ
3
氧化劑
CaO CO 2
CaO SiO 2 CaSiO 3 ( 偏矽酸鈣 )
（熔渣）
生成CaO
除去雜質
密度小浮於生鐵
上避免再氧化
Slide 29
鐵的應用：
鐵的應用
（媒體：1，6’26”）
（1）鐵的冶煉：
剛煉製的鐵，稱為 生鐵 。
將碳除去，使接近純鐵，稱為 熟鐵 。
熟鐵加入少量的碳，增加硬度與密度，稱為 鋼
鋼加入適量的鎢，稱為 鎢鋼 。
鋼加入適量的錳，稱為 錳鋼 。
鋼加入適量的鉻、鎳，稱為 不銹鋼
。
（2）應用： 含碳量 C % : 生鐵 鋼 熟鐵
。
類別
含碳量
性質
用途
生鐵
（鑄鐵）
最多
含雜質，質硬而脆，宜鑄造
鐵管、煉鋼
鋼
中
宜鑄造也宜鍛接
廣
熟鐵
最少
近純鐵，富延展性，宜鍛接
廣
Slide 30
範例解說
1.反應： Fe2O3＋C → Fe＋CO2 （未平衡）
2 Fe 2 O 3 3C 4 Fe 3CO 2
平衡係數
。
CO
2 Fe 2 O 3 3
CC2Fe
42Fe
Fe
33
CO
2CO
2 2
C
被氧化成 CO2 ； Fe2O3 被還原成 Fe 。
Fe2O3 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被 還原
C
有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化
2.反應：Fe2O3＋CO → Fe＋CO2 （未平衡）
Fe 2 O 3 3CO 2 Fe 3CO 2
平衡係數
。
。
。
O33 3
CO
Fe22O
CO
2Fe
FeCO
3CO
CO
Fe
CO
2Fe
3CO
CO
2 22 2
CO 被氧化成 CO2 ； Fe2O3 被還原成 Fe 。
Fe2O3 有氧化力（作用），擔任 氧化 劑，其本身被 還原
CO 有還原力（作用），擔任 還原 劑，其本身被 氧化
。
。
Slide 31
範例解說
3.（ A ）下列哪一項反應過程，必須加入還原劑？
(A) Fe2O3 → Fe (B) Cu → CuO (C) CO → CO2 (D) Mg → MgO
還原劑，有還原力，使他物失氧
4.（ B ）下列哪一項反應過程，必須加入氧化劑？
(A) Fe2O3 → Fe (B) H2 → H2O (C) MgO → Mg (D) CaCO3→CaO
氧化劑，有氧化力，使他物得氧
5.（ C ）2Fe2O3＋3C → 4Fe＋3CO2，試問12公斤的煤焦和足量Fe2O3反
應，約可煉得多少公斤的鐵？（Fe＝56）
(A) 224 (B) 112 (C) 75 (D) 56 公斤
2 Fe 2 O 3 3C 4 Fe 3CO 2
2
3
12000
12
4
3
X
12000
4
12
3
12000
1
4
12
X
1
12000
mol
56 g
3
4
12
74 . 67 Kg
1
3
56
1
1000
Kg
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生活中的
氧化還原反應
Slide 33
生活中的氧化還原反應
生活中的氧化還原反應
（1）常見的氧化還原反應：
氧化作用
還原作用
呼吸作用
鐵生銹
物質燃燒
生物分解作用
人體新陳代謝
漂白水漂白作用
光合作用
光 .. 葉綠素
6 CO 2 12 H 2 O C 6 H 12 O 6 6 H 2 O 6 O 2
Slide 34
常見的氧化劑與還原劑
生活中的氧化還原反應
（2）常見的氧化劑與還原劑：
氧化劑
氧氣
氯氣
次氯酸鈉
次氯酸鈣
硫酸
過氧化氫
硝酸
O2
Cl2
NaOCl
Ca(OCl)2
H2SO4
H2O2
HNO3
還原劑
焦炭
氫氣
一氧化碳
二氧化硫
C
H2
CO
SO2
Slide 35
生活中的氧化還原說明
類胡蘿蔔素、維他命 C或 E：利用 還原 作用減緩食品氧化。
它們是 還原劑 ，亦稱為 抗氧化劑
。
呼吸作用： C 6 H 12 O 6 6 O 2 呼吸
6 CO 2 6 H 2 O
蠟燭燃燒：
蠟燭 O 2 CO
2
H 2O
鐵 生 銹： 4 Fe 3O 2 2 H 2 O 2 Fe 2 O 3 2 H 2 O
氧化劑
O2
還原劑
C 6 H 12 O 6
O2
蠟燭
O2
Fe
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生活中的氧化還原 漂白作用
漂白作用：
（1）氧化型漂白劑：
利用 氧化 作用將色素破壞，漂白後顏色不會恢復
氯漂白劑：含次氯酸鈉 NaOCl
。（氧化劑）
不可與 鹽酸 混合，會產生有毒的氯氣。
氧漂白劑：含過氧化氫 H 2 O 2
。（氧化劑）
（2）還原型漂白劑：
利用 還原 作用將色素還原成無色化合物，漂白後易恢復
二氧化硫： SO 2 。（還原劑）
Slide 37
課程結束