第3章氧化还原.(康轩教师版).docVIP

氧化與還原 3-1 氧化反應 氧化反應與氧化物 定義：物質與 氧 化合的反應。 氧化物 ：氧化反應後所產生含有氧原子的化合物。 依反應快慢分為： 劇烈 氧化：如物質燃燒或火藥爆炸，同時有 光 和 熱 的產生。 和緩 氧化：如呼吸、食物消化、生銹、熱包等。 活性 某物質與其他物質發生化學反應的難易程度，稱為活性或活潑性。 依照元素在空氣中燃燒的難易程度，比較元素對氧的活性大小： 鉀＞鈉＞鈣＞鎂＞鋁＞錳＞(碳)＞鋅＞鉻＞鐵＞錫＞鉛＞(氫)＞銅＞汞＞銀＞鉑＞金 K＞Na＞Ca＞Mg＞Al＞Mn＞C＞Zn＞Cr＞Fe＞Sn＞Pb＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au 活性大的元素 易燃燒 ，生成氧化物較 安定 ；活性小的元素 不易燃燒 ，生成氧化物 不安定 。 鉀、鈉活性 大 ，為避免在空氣中與氧發生反應，必須貯存在 礦物油 中。 鐵生鏽是因為鐵和水及空氣中的氧作用，若在鹽分高及酸雨環境下，鐵更容易生鏽。 有些金屬雖然活性大，易氧化，但其氧化物相當緻密，形成 保護層 ，能防止裡面金屬繼續被氧化，故久置空氣中也不會被鏽蝕，例如鋁與鋅。 白金（鉑）、黃金（金）活性 小 ，製成飾物可長期保存。 活性 大 的元素，本身較不安定，易與其他物質發生反應，反應後的生成物較安定。例如：鈉活性大，易發生反應，生成物氧化鈉很安定。 活性 小 的元素，本身較安定，不易與其他物質發生反應，反應後的生成物較不安定。例如：銅活性大，高溫下與氧生成黑色氧化銅，氧化銅不安定，容易與其他物質反應。 金屬元素的燃燒（鈉、鎂、鋅、銅） 燃燒情形： 鈉迅速燃燒，發出黃色火焰。 鎂迅速燃燒，發出刺眼的 白 色亮光。 鋅粉須加熱一段時間才會燃燒，火焰呈 黃綠 色。燃燒時若移開火源燃燒立即停止，必須用針挑開表面，使內部的鋅與空氣接觸，又可起火燃燒，這是因為表面生成的氧化鋅，質地緻密，隔絕氧與鋅反應。 銅不燃燒，但高溫加熱後，表面生成一層 黑 色的 氧化銅 。 金屬元素燃燒產物的性質： 鈉燃燒後的產物為氫氧化鈉，易溶於水生成氫氧化鈉，呈強鹼性。 鎂燃燒後的產物為氧化鎂，略溶於水生成氫氧化鎂，呈鹼性。 鋅燃燒後的產物為氧化鋅，微溶於水生成氫氧化鋅，呈弱鹼性。 銅受熱後表面生成黑色的氧化銅，氧化銅難溶於水，呈 中 性。 一般而言，金屬元素的氧化物溶於水中呈 鹼 性，使廣用試紙變 藍 色或 紫 色。 由燃燒情形難易，可知活性大小： 鈉 ＞ 鎂 ＞ 鋅 ＞ 銅 。 非金屬元素的燃燒（硫、磷、碳） 燃燒情形： 硫粉為 黃 色粉末，燃燒時發出 藍紫 色火燄，並產生刺激性臭味的二氧化硫氣體。 紅磷為 暗紅 色粉末，燃燒時發出 黃白 色火燄，且冒 白 煙，有刺激性氣味。 碳粉為 黑 色粉末，完全燃燒時發出 橘紅 色火燄，產生無色、無味的二氧化碳氣體。 非金屬元素燃燒產物的性質： 硫粉燃燒產生二氧化硫氣體，溶於水生成亞硫酸，呈酸性。 紅磷燃燒產生氧化磷，溶於水生成磷酸，呈弱酸性。 碳粉完全燃燒產生二氧化碳氣體，溶於水生成碳酸，呈弱酸性。 一般而言，非金屬元素的氧化物溶於水中呈 酸 性，使廣用試紙變 紅 色、 橙 色或 黃 色。 3-2 氧化與還原反應 氧化反應與還原反應 氧化反應：物質與 氧 化合，生成 氧化物 的反應。 還原反應： 氧化 物 失去氧 的反應。 氧化還原反應：在化學反應中，若有一物質被氧化，同時必另有一物質被還原，即氧化與還原必相伴發生，稱之。 氧化劑：在氧化還原反應中， 被還原 的物質，具有氧化另一物質的能力。 還原劑：在氧化還原反應中， 被氧化 的物質，具有還原另一物質的能力。 例如： 氫通過受熱的氧化銅，生成金屬銅和水： 反應式： 因為氫的活性 ＞ 銅，氫將氧化銅 還原 為 銅 ，故氫稱為 還原劑 。 氧化銅將氫 氧化 為 水 ，故氧化銅稱為 氧化劑 。 鋅與氧化銅反應： 黑色碳粉與黑色氧化銅混合在鋁箔紙捲內共熱： 反應式： 因為碳的活性 ＞ 銅，碳將氧化銅 還原 為 銅 ，故碳稱為 還原劑 。 氧化銅將氫 氧化 為 水 ，故氧化銅稱為 氧化劑 。 鎂帶在二氧化碳中燃燒。 反應式： 因為鎂的活性 ＞ 碳，鎂將二氧化碳 還原 為 碳 ，故鎂稱為 還原劑 。 二氧化碳將鎂 氧化 為 氧化鎂 ，故二氧化碳稱為 氧化劑 。 圖示： 金屬的冶煉 自然界中，除了活性小的金、鉑等元素，可以元素狀態存於自然界中外，大多數金屬，是以化合物的狀態，存於礦