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 元素與氧化物 的反應探索 元素與氧化物 的反應探索

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Academic year: 2022

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全文

(1)

課程名稱:氧化還原反應 課程名稱:氧化還原反應

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 元素與氧化物

的反應探索

(3)

碳粉與氧化銅反應

 碳粉與氧化銅的反應:

( 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: 。

( 3 )反應:

有紅色銅生成

2

2

2 CuO Cu CO

C   

CO

(4)

鎂與二氧化碳反應

 鎂與二氧化碳的反應:

(媒體: 1, 3’9” ) ( 1 )將鎂帶點燃後,置入二氧化碳中

( 2 )發現: 。 ( 3 )反應:

鎂能在二氧化碳中燃燒且瓶壁有黑色碳生成

碳附著瓶壁

亦能在二氧化碳中燃燒

CO2

Mg

MgO C

CO

Mg 2

2  2   MgO2

Au Ag

Hg Cu

H Pb

Sn Fe

Zn C

Al Mg

Ca Na

K

(5)

D 類金屬火災

 碳粉與氧化銅的反應:

( 1 ) D 類火災:指金屬火災。如鉀、鈉、鎂、鋁鎂合金等火災。

( 2 )鎂能在二氧化碳中繼續燃燒,且在高溫下能與水生成氫氣,造成爆 炸。

 必須使用特殊乾粉滅火器及消防砂滅火(禁用水及碳酸氫鈉乾粉滅火 器)

(媒體: 1, 1’31” )

(6)

 氧化還原反應

(7)

氧化還原反應 反應類型

 氧化還原的反應類型:

 屬於 反應取代(置換)

A + BC → B + AC

反應 化學反應式

碳+氧化銅

鎂+二氧化碳

2

2

2 CuO Cu CO

C   

MgO C

CO

Mg 2

2  2  

(8)

 反應原理:

活性 的元素能從氧化物中,把活性 的元素取代(置換)

出來

 討論:狹義的氧化還原反應的發生與否,能依此判斷元素間的 大小

氧化還原反應 反應原理

大 小

活性

A + BO B + AO

若 A > B

C + DO

若 D > C 不發生反應

? 

 氧化物

元素

(9)

反應 化學反應式 元素活性推測 氫+氧化銅 

銅+氧化鎂  鎂+二氧化碳  鐵+二氧化碳 

碳+氧化銅 

* 鋅+硫酸銅 

* 銅+硫酸鋅 

 反應原理:

氧化還原反應的發生

X 不發生

廣 義

X 不發生

X 不發生

(媒體: 1, 1’10” ; 2, 27”

Cu H

O H Cu

CuO

H2 2

Mg Cu

 MgO Cu

MgO C

CO

Mg 2

2 2 Mg C

ZnSO4 Cu

Cu Zn

Cu ZnSO

CuSO

Zn

4

4

C Fe

CO2 Fe

2 2

2CuO Cu CO

C C Cu

Zn Cu

(10)

氧化還原反應的意義

( 1 )氧化與還原,必定同時且相伴發生 ( 2 )狹義的定義:涉及 的得失者

 :物質與氧作用的反應( 的反應)。

 : 失去氧的反應( 的反應)。

氧化 得氧

還原 氧化物 失氧

被氧化

氧化 被還原

還原

還 原 劑

氧 化 劑

氧化劑 還原劑

(11)

氧化還原反應的意義

( 1 )氧化與還原,必定同時且相伴發生 ( 2 )狹義的定義:涉及 的得失者

 :物質與氧作用的反應( 的反應)。

 : 失去氧的反應( 的反應)。

氧化 得氧

還原 氧化物 失氧

C CuO

被氧化 被還原

還 原 劑

氧 化 劑

氧化劑 還原劑

(媒體: 1

(12)

氧化與還原必相伴發生

Zn 被氧化

Zn 被氧化

Zn 還原劑

Zn 還原劑

Zn 得氧 Zn 得氧

CuO 被還原

CuO 被還原

CuO 氧化劑

CuO 氧化劑

CuO 失氧 CuO

失氧

 還原劑是搶奪者

ZnO Cu

CuO

Zn   

(13)

活性序列看氧化還原角色

 活性序列:

( 1 )活性愈 的元素,更容易發生氧化反應,

亦即更容易使其他氧化物發生還原反應。

Au Ag

Hg Cu

H Pb

Sn Fe

Zn C

Al Mg

Ca Na

K

(14)

活性序列看氧化還原角色

 活性序列:

( 2 )活性愈 的元素,所形成的氧化物較不安定,

更容易發生還原反應。

O Au O

Ag HgO

CuO MgO

CaO O

Na O

K2 2 ...... 2 2

(15)

範例解說

1. 反應: H2 + CuO → Cu + H2O

 被氧化成 ; 被還原成 。  有氧化力(作用),其本身發生 反應。

 有還原力(作用),其本身發生 反應。

H2 H2O CuO Cu CuO

H2 氧化

還原

還原劑 (力) 氧化劑

(力)

氧化力:使他物得氧,自己失氧

 還原劑是搶奪者

還原力:使他物失氧,自己得氧

氧化 還原

O H

Cu CuO

H

2

  

2

(16)

範例解說

2. 已知活性大小順序為:鈉>鎂>碳>鋅>鐵,回答下列問題:

 碳可以使哪些金屬氧化物還原出金屬? 。  哪些金屬燃燒時,不能用二氧化碳救火? 。

(能在二氧化碳中繼續燃燒者)

Zn 氧化物、 Fe 氧化 物Na 、 M

g

) (

C  XO

C

X

Fe Zn

C Mg

Na    

) (

Y  CO

2

 

Fe Zn

C Mg

Na    

C Y

(17)

範例解說

3. 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:

 X 、 Y 、 Z 、 W 四種金屬元素活性由大至小依次為:

 何者最安定? 。  何者最不安定? 。

Y > X > W Z Y > Z

再觀察 Z 、 W 間之實 驗

X Y

()

 YO X

()

 ZO X

Z X

()

WO X

W X

()

 ZO W

Z

WYXWZ

(18)

範例解說

3. 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:

 XO 、 YO 、 ZO 、 WO 四種金屬元素的氧化物其活性大小依序為?

。  何者最安定? 。

 何者最不安定? 。 YO

ZO

Z W

X

Y   

ZO WO

XO

YO   

ZO WO

XO

YO

(19)

範例解說

3. 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:

 如表,甲、乙、丙、丁、戊、己中有反應者為? 。 ( A )乙丙 ( B )丁戊 ( C )丙丁 ( D )甲己。

B

三正 二正

一正 0 正

Z W

X

Y   

 XO Z

 XO W

 O W Y

 O Y Z

 O

Y WZ W O

(20)

範例解說

3. 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:

 X 、 Y 、 Z 、 W 四種金屬及 XO 、 YO 、 ZO 、 WO 四氧化物 中,則:

 何者最容易發生氧化反應? 。

 最容易向他物搶到氧者,選 活性 者。

Y

元素 最大

 氧化(得氧),找元素

 易氧化,找元素活性大者

Z W

X

Y   

(21)

範例解說

3. 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:

 X 、 Y 、 Z 、 W 四種金屬及 XO 、 YO 、 ZO 、 WO 四氧化物 中,則:

 何者最容易發生還原反應? 。

 自己最容易失去氧者,選 活性 者。

(活性愈小的元素形成的氧化物,愈不安定)

ZO

氧化物 最大

 還原(失氧),找氧化物

 易還原,找氧化物活性大者

ZO WO

XO

YO    Z W

X

Y   

(22)

範例解說

3. 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:

 X 、 Y 、 Z 、 W 四種金屬及 XO 、 YO 、 ZO 、 WO 四氧化物 中,則:

 何者有最強的還原作用? 。

 最容易向他物搶到氧者,選 活性 者。

 強還原作用=易使他物還原(失氧)者

 他物失氧 ,自己得氧,找元素

Y

元素 最大

Z W

X

Y   

(23)

範例解說

3. 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:

 X 、 Y 、 Z 、 W 四種金屬及 XO 、 YO 、 ZO 、 WO 四氧化物 中,則:

 何者有最強的氧化作用? 。

 自己最容易失去氧者,選 活性 者。

ZO

 強氧化作用=易使他物氧化者

 他物得氧,自己失氧,找元素氧化物

氧化物 大

ZO WO

XO

YO   

(24)

課程結束

參考文獻

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