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

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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。

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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。

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金屬的冶煉 3/6

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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

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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

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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

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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

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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 。

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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。

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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。

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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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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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