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教學流程金屬的冶煉生活中的氧化還原反應
氧化還原的應用2‧3
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金屬的冶煉
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提煉金屬是一種氧化還原反應,那麼你知道冶鍊的原理嗎?
前言
33
鋅、鐵、鉛和銅等金屬,都是以化合物的形式存在於自然界的礦石中。
金屬的冶煉 1/6
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James St. John
鋅的礦石
Julian Frost
鐵的礦石
James Petts
鉛的礦石
James Petts
銅的礦石
從金屬礦中提煉出金屬的過程稱為冶煉,其原理即是利用還原劑把氧化物中的金屬還原出來。
由於碳碳對氧的活性比這些金屬大,且價格便宜,所以常用來還原金屬礦。
金屬的冶煉 2/6
55
金屬的冶煉 3/6
66
爐底通入熱空氣
原料︰鐵礦 、煤焦( C )與灰石混合後從爐頂送入高爐中加熱
金屬的冶煉 4/6
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Antonis Lamnatos Antonis Lamnatos
煤焦( C )與氧化鐵反應,產生鐵與二氧化碳
液態鐵(密度大)從下方出鐵口流出
熔渣(密度小)從出渣口流出
知識快遞鐵礦是煉鐵時的原料之一,主要用的鐵礦有磁鐵礦( Fe3O4 )、赤鐵礦( Fe2O3 )等。
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赤鐵礦磁鐵礦Beatrice MurchBeatrice Murch
金屬的冶煉 5/6
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高爐中的煤焦
燃燒
氧氣充足
氧氣不足
2Fe2O3+ 3C→4Fe+ 3CO2
( 三氧化二鐵+碳→鐵+二氧化碳 )
2C+ O2→2CO( 碳 +氧 → 一氧化碳 )
2Fe2O3+ 3CO→4Fe+ 3CO2
( 三氧化二鐵+一氧化碳→鐵+二氧化碳 )
還原劑還原劑
還原劑還原劑
金屬的冶煉 6/6
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原料:鐵礦(氧化劑)煤焦(還原劑)灰石( CaCO
3 )
2Fe2O3+ 3C→4Fe+3CO2
Fe2O3+ 3CO→2Fe+3CO2
CaO + CO2
CaO 與泥沙形成熔渣,其密度比液態鐵小,可浮在液態鐵上,防止高溫的鐵被氧化。
生活中的氧化還原反應
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鐵生鏽︰鐵與氧作用產生氧化鐵。反應式: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
呼吸作用︰吸進的氧氣與體內葡萄糖反應,產生二氧化碳與水,放出能量供身體活動。
反應式: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2
生活中的氧化還原反應 1/4
1212
還原劑 氧化劑
還原劑 氧化劑
漂白劑:也是一種氧化還原反應。洗衣常用的漂白劑為一種強氧化劑,可分為含氧漂白劑與含氯漂白劑 。
生活中的氧化還原反應 2/4
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過氧化氫(H2O2)次氯酸鈉
(NaClO)
知識快遞含氧漂白劑的漂白力較溫和,花色衣物可安心使用,也可用於絲綢和羊毛。
含氯類漂白劑的漂白力較強,殺菌、除臭的效果亦較佳,適合漂白棉、麻等質料衣物,但是不可用於花色衣物。
使用含氯的漂白劑時要特別注意,不可與鹽酸混合在一起,會產生有毒的氯氣。
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並非所有漂白劑都是氧化劑,例如利用二氧化硫將竹筷、金針等物質漂白,以增進產品的美觀,此時的二氧化硫則為還原劑。
生活中的氧化還原反應 3/4
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食品中經常會添加一些胡蘿蔔素、維生素 C 或維生素 E 等,它們是一種還原劑,可減緩食品的氧化,以延長保存期限,稱為抗氧化劑。
生活中的氧化還原反應 4/4
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探索活動:抗氧化劑 1/4
胡蘿蔔素、維生素 C與維生素 E的益處 胡蘿蔔素、維生素 C 和維生素 E 等,是食
品中常見的添加物,請利用網路或查詢相關書籍,了解胡蘿蔔素、維生素 C 與維生素 E 在哪些食物中含量較為豐富,及其對身體健康的益處。
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探索活動:抗氧化劑 2/4
1.胡蘿蔔素脂溶性的 β- 胡蘿蔔素,因具有良好的脂質親
和力,可發揮「細胞 OK繃」的角色,捕捉並中和那些會破壞身體細胞膜、脂質、蛋白質、維生素的自由基,預防細胞死亡。
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探索活動:抗氧化劑 3/4
2. 維生素 C
保護細胞增強白血球活性、強化免疫功能、消除自由基、有利鐵質吸收、加速傷口癒合、預防鉛中毒、美白防老、減低過敏症狀、阻止亞硝酸鹽與胺類結合成亞硝酸胺致癌物。
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探索活動:抗氧化劑 4/4
3. 維生素 E
同樣負責抗氧化的脂溶性維生素,與 β- 胡蘿蔔素差別在其負責的區域略有不同。維生素 E負責「高氧濃度」的區域,消除自由基壞分子; β- 胡蘿蔔素則是支援維生素 E ,負責「低氧濃度」的區域。
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例題2-7
下列哪一項反應不屬於氧化還原反應?
(A) 動、植物的呼吸作用 (B) 高爐中利用煤焦煉鐵 (C)冰加熱熔化成水 (D)鎂在二氧化碳中燃燒。
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例題2-7 詳解答︰(C),冰熔化成水是狀態改變,非氧化還原反應。
(A)呼吸作用是氧化還原反應: C6H12O6+ 6O2→6CO2+ 6H2O+能量(B) 在高爐中用煤焦煉鐵是氧化還原反應: 2Fe2O3+ 3C→4Fe+ 3CO2
(D) 鎂在二氧化碳中燃燒是氧化還原反應: 2Mg+ CO2→C+ 2MgO
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