金屬礦還原與氧化還原反應原理

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作者
王耀輝
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金屬礦的還原 

97 

(一) 元素活性的大小: 
          鉀>鈉>鈣>鎂>鋁>碳>鋅>鉻>鐵>錫>鉛>氫>銅>汞>銀>鉑>金 
          K    Na    Ca    Mg    Al    C    Zn    Cr    Fe Sn    Pb    H    Cu Hg    Ag    Pt    Au 
 
(二) 氧化和還原: 

A、 

氧化:(1)  物質和氧

【化合】

的過程,稱為氧化。 

            (2)  活性大的元素,性質

【活潑】

,易和氧形成

【氧化物】

,變得比較安定。 

           

(3) 

  A  +  O

   AO

 

                不安定              安定 

B、 

還原:(1)  氧化物中的元素和氧

【化合】

的過程,稱為還原。 

            (2)  活性小的元素,形成的氧化物性質

【安定】

,易和氧脫離,保持元素狀態。 

                            AO

2

  A  +  O

2

   

                          不安定        安定 

C、 氧化還原反應: 

(1)  活性大的元素取代活性小的元素,使活性小的元素和氧脫離,稱為

【氧化還原】

反應。 

(2)  此種反應方式必定

【氧化】

反應和

【還原】

反應同時存在。 

(3)  活性小的元素不能取代活性大的元素。 
(4)  產生氧化反應的物質稱為

【還原劑】

;產生還原反應的物質稱為

【氧化劑】

。                   

【註】還原劑被

【氧化】

;氧化原劑被

【還原】

。 

(5)  若 A>B,則:                        A + BO B + AO 

元素活性:

【A>B】

              氧化物的安定性:

【AO>BO】

。 

氧化反應:

【AAO】

            還    原    反    應:

【BOB】

。 

氧  化  劑:

【BO】

                  還        原        劑:

【A】

。 

D、 實例:   

(1) 碳粉加入二氧化鉛混合後,以石棉紙包住,在火焰上加熱的實驗中,則: 

                反  應  方程式:

【C+2PbO

2

  2Pb  +  CO

2

。 

                元素活性大小:

【C>Pb】         

氧化物的活性大小:

【CO

2

<PbO】

。 

                碳粉的顏色為 

【黑】

色;          二氧化鉛粉末的顏色為

【黃】

色。 

                氧  化    反  應:

【CCO

2

      還原反應:

【PbOPb】

。 

                氧      化      劑:

【PbO】

                      還  原  劑:

【C】

。 

 

(2) 鎂帶在二氧化碳中燃燒,會產生白色的氧化鎂及黑色的碳粒子 

              反  應  方  程  式:

【2Mg+CO

2

C+2MgO】

。 

              元素活性的大小:

【Mg>C】

              氧化物活性大小:

【MgO<CO

2

。 

              氧    化    反    應:

【MgMgO】

        還原反應:

【CO

2

C】

。 

              還        原        劑:

【Mg】

                    氧  化  劑:

【CO

2

。 

             

【Mg】

【CO

2

氧化成

【MgO】

【CO

2

【Mg】

還原成

【C】

。 

 

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金屬礦的還原 

98 

(3) 鎂帶和氧化銅反應產生白色的氧化鎂及赤紅色的金屬銅。 

              反  應  方  程  式:

【Mg+CuO  Cu+MgO】

。 

              元素活性的大小:

【Mg>Cu】

        氧化物活性大小:

【MgO<CuO】

。 

              氧    化    反    應:

【MgMgO】

    還原反應:

【CuOCu】

。 

              還        原        劑:

【Mg】

                    氧  化  劑:

【CuO】

。 

             

【Mg】

【CuO】

氧化成

【MgO】

【CuO】

【Mg】

還原成

【Cu】

。 

              此反應結束後,氧化銅的顏色由

【黑】

色轉變成

【紅】

色 

 

(三) 鐵礦的冶煉: 

A、 原料:

【鐵礦(Fe

2

O

3

)】

【煤焦(C)】

【灰石(CaCO

3

)】

 

B、 煉鐵裝置:

【高爐】

 

C、 反應方程式: 

2Fe

2

O

3

 +3C  →

  4Fe  +  3CO

2

 

2C + O

2

  

2CO

 

Fe

2

O

3

 + 3C  → 

2Fe+3CO

 

Fe

2

O

3

 + 3CO  →

2Fe  +3CO

2

 

CaCO

3

  

CaO  +  CO

2

 

CaO + SiO

2

→ 

CaSiO

3

 

D、 還原劑:

【煤焦(C)】

【一氧化碳

(CO)】

。 

E、 灰石的作用: 

(1)  除去鐵礦中的雜質,並防止鐵

再氧化。 

(2)  灰石分解後的

【石灰(氧化鈣,

CaO)】

和鐵礦中的雜質作用,

形成

【熔渣(偏矽酸鈣

CaSiO

3

)】

,為液體, 

(3)  因為密度

【小】

,在熔鐵中上

浮,因此出渣口較

【高】

。 

(4)  熔渣可作為

【水泥】

的原料。 

 
(四) 鐵的種類: 
      A、生鐵: 

 

(1)  由高爐所煉得最初的鐵為

【生鐵】

,又稱為

【鑄鐵】

。 

(2)  含碳量最

【大】

,因此質脆,硬度大,凝固時體積略

【膨脹】

。 

(3)  可鑄造模具,或鐵管。 

 

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金屬礦的還原 

99 

      B、熟鐵: 

(1) 生鐵經過鍛燒後,除去部分的碳,得到較純的鐵。 

(2) 含碳量最

【小】

,質軟,硬度小,容易煅接,又稱為

【煅鐵】

。 

(3) 可作為一般鐵釘﹑鐵絲的材料。 

      C、鋼鐵: 

(1) 含碳量介於

【生鐵】

【熟鐵】

之間。 

(2) 兼有

【生鐵】

【熟鐵】

的特點,適合鑄造和鍛接,彈性最佳。 

(3) 一般作為鋼筋﹑鋼釘等物質的材料。 

              比較:生鐵、熟鐵、鋼鐵的含碳量由大至小為:

【生鐵】

【鋼鐵】

【熟鐵】

。 

種類 

含碳量 

性質 

用途 

常見材料 

生鐵 

最多 

質硬且脆 

鑄造 

不鏽鋼:

鎳、鉻、鋼鐵 

錳鋼:

錳、鋼鐵

 

鎢鋼:

鎢、鋼鐵

 

鋼鐵 

其次 

兼具生鐵與熟鐵優點 

鑄造、鍛接 

熟鐵 

最少 

延展性最好 

鍛接 

 

還原劑 

高爐內的反應 

反應方程式 

一氧化碳 

鐵礦與一氧化碳反應生成

生鐵

二氧化碳

 

Fe

2

O

3

 + 3CO  →

2Fe  +3CO

2

 

煤焦 

鐵礦與煤焦反應生成

生鐵

二氧化碳

 

2Fe

2

O

3

 +3C  →

  4Fe  +  3CO

2

 

 

 

  一、選擇題: 

(     )1. 下列反應何者不是屬於氧化還原反應? 

(A) 2 H

2

O → 2 H

2

+O

2

  (B) 2 CO+O

2

 

→ 2 CO

2

  (C) Mg+

CuO → MgO+Cu  (D) CaCO

3

2 HCl → CO

2

+H

2

O+CaCl

2

 

(     )2. 關於煉鐵所產生的熔渣,下列敘述何者錯誤? 

(A)成分為 CaSiO

3

  (B)浮在液態鐵上,可防止鐵與空氣接觸而再度氧化  (C)此為工業廢棄

物,不可利用  (D)乃是由氧化鈣與鐵礦中的細砂結合而成 

(     )3. 煤焦與氧化鐵之反應如右:2 Fe

2

O

3

3 C → 4 Fe+3 CO

2

,請問何者正確? 

(A) C 為氧化劑,CO

2

為還原劑  (B) C 為還原劑,CO

2

為氧化劑  (C) Fe

2

O

3

為氧化劑,C 為

還原劑  (D) CO

2

為氧化劑,Fe 為還原劑 

(     )4. 下列金屬氧化物,何者可用煤焦冶煉? 

(A) CuO  (B) MgO  (C) Al

2

O

3

  (D) CaO 

(     )5. 將下列各組的混合物加熱,哪一組能發生氧化還原反應? 

(A) Na

2

O+MgO  (B) Mg+Ca  (C) Al+CuO  (D) Na

2

O+MgO 

(     )6. 工業上煉鐵,是在高爐(或鼓風爐)裡將含氧的鐵礦,以下列何種物質還原? 

(A)氧氣  (B)氫氣(C)焦煤  (D)灰石 

(     )7. 高爐煉鐵時,爐頂放出的氣體主要含有: 

(A)氫,可作燃料  (B)氧,可作助燃劑  (C)一氧化碳,可作燃料或還原劑  (D)二氧化碳,可
作燃料或氧化劑 

(     )8. 在 2 Mg+CO

2

→C+2 MgO 的反應中,何者為氧化劑? 

(A) Mg  (B) CO

2

  (C) C  (D) MgO 

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金屬礦的還原 

100 

(     )9. 在 Mg+

CuO → Cu+MgO 反應中,下列敘述何者不正確? 

(A) Mg 被氧化成 MgO  (B) CuO 被還原成 Cu  (C) Mg 為還原劑  (D) MgO 為氧化劑 

(     )10. 下列哪一種物質燃燒釀成火災時,不可以使用乾粉滅火器滅火? 

(A)紙張  (B)汽油  (C)仙女棒  (D)木材 

(     )11. 將下列各組混合物加熱,預測不能發生氧化還原反應者為: 

(A) Al

2

O

3

和 Na  (B) CO

2

和 Fe

2

O

3

  (C) Al 和 CuO  (D) C 和 Fe

2

O

3

 

(     )12. 有關鐵元素的敘述,下列哪些為正確? 

(甲)生鐵冷凝時,體積稍微膨脹適合模型鑄造;(乙)將生鐵加熱就可變成熟鐵,有延展性,適宜
鍛接;(丙)生鐵質軟,可製造鐵管及普通鐵器;(丁)電話卡、電腦磁片所塗的一層磁性物質是氧
化鐵製品。 
(A)甲、丁  (B)乙、丙  (C)丁  (D)乙、丙、丁 

(     )13. 有關高爐煉鐵之敘述,哪一項不正確? 

(A)焦煤的用途是作還原劑和燃料  (B)加入灰石之目的是要除去鐵礦之雜質矽石  (C)生成之
溶渣可作水泥之原料  (D)由高爐製出之鐵為熱鐵,又稱鍛鐵 

(     )14. 已知元素對氧的活性大小為 Mg>Zn>Pb>Cu,下列化學反應式,何者正確? 

(A) Zn+

MgO → Mg+ZnO  (B) Pb+ZnO → Zn+PbO  (C) Cu+PbO → Pb+CuO  (D) 

Zn+

CuO → Cu+ZnO 

(     )15. 下列何種物質最不易使鐵氧化? 

(A)氧化鎂  (B)氧化銅  (C)氧化鉛  (D)氧氣 

(     )16. 下列有關氧化還原反應的性質,何項正確? 

(A)先發生氧化反應後才產生還原反應  (B)氧化劑在氧化還原反應中常被氧化  (C)對氧活性
大的元素可作為還原劑  (D)對氧活性小的元素,其氧化物可作為還原劑 

(     )17. 高爐中煉鐵的反應為: 

2 C+O

2

 

→ 2 CO……甲反應式                      Fe

2

O

3

+3 CO

Δ

─→2 Fe+3 CO

2

……乙反應式 

則下列有關甲反應式中之 C 及乙反應式中之 CO 敘述,何者正確? 
(A) C 為氧化劑,CO 為還原劑  (B) C 為還原劑,CO 為氧化劑  (C)兩者均為還原劑  (D)兩
者均為氧化劑 

(     )18. Fe

2

O

3

C → Fe+CO

2

(未平衡)

,試問 12 公斤的煤焦和足量的 Fe

2

O

3

反應,約可煉得多少

公斤的鐵?(Fe=56、C=12、O=16) 
(A) 224  (B) 112  (C) 75  (D) 56 

(     )19. 將點燃的鎂帶分別放入在裝有(甲)空氣、(乙)純氧、(丙)氮氣、(丁)二氧化碳的四個廣口瓶中,

會使鎂帶繼續燃燒的共有幾瓶? 
(A) 1  (B) 2  (C) 3  (D) 4 

(     )20. 設 A、B、C 代表三種元素,AO、BO、CO 分別代表其氧化物。AO+

B → BO+A,AO+C → 

無反應;依上列反應式判斷此三種元素對氧的活性順序何者正確? 
(A) B>A>C  (B) A>C>B  (C) C>B>A  (D) C>A>B 

(     )21. 在 2Al+

3CuO → Al

2

O

3

+3Cu 之反應中,下列敘述何者正確? 

(A) Al 被氧化是還原劑  (B) CuO 被氧化是氧化劑  (C) Al 對氧的活性較 Cu 小  (D)若進行燃
燒試驗 Cu 較 Al 容易氧化 

(     )22. 下列哪一項反應不是氧化還原反應? 

(A) 2Fe

2

O

3

3C → 4Fe+3CO

2

  (B) Fe

2

O

3

3CO → 2Fe+3CO

2

  (C) Mg+

CuO → Cu+

MgO  (D) HCl+

NaOH → NaCl+H

2

O 

(     )23. 硫酸銅水溶液中加入下列何種物質,即可將銅離子還原成金屬銅? 

(A)氫氧化鈉  (B)鐵棒  (C)鹽酸  (D)銀線 

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金屬礦的還原 

101 

(     )24. W、X、Y、Z 為四種金屬,WO、XO、YO、ZO 為金屬氧化物,

現以各種金屬與金屬氧化物相互作用,其中會產生反應者以「+」

表示,不會產生反應者以「-」表示,結果如附表。則 WO、XO、

YO、ZO 中,何者為最強的氧化劑? 

(A) WO  (B) YO  (C) XO  (D) ZO 

(     )25. 四種金屬對氧的化學活性順序為:鈉>鋁>鐵>銅,此四種金屬與鹽酸作用只有銅無反應。

在適當溫度下,下列哪一組可以發生氧化還原反應? 

(A) Al

2

O

3

CuO →  (B) 2H

2

O+

Cu →  (C) Al+Fe

2

O

→  (D) Fe+Na

2

O → 

(     )26. 在 CO

2

+2Mg 

→ C+2 MgO 的氧化還原反應中,何者為還原劑? 

(A) MgO  (B) C  (C) Mg  (D) CO

2

 

(     )27. (甲) H

2

+CaO;(乙) C+Fe

2

O

3

;(丙) Mg+ZnO。甲、乙、丙在高溫狀態下會發生氧化還原反

應的是: 

(A)甲乙丙  (B)甲乙  (C)乙丙  (D)甲丙 

(     )28. 下列哪一項反應過程,必須加入氧化劑?(註:各式中僅列出主要反應,未平衡) 

(A) Fe

2

O

→ Fe  (B) CuO → Cu  (C) CO → CO

2

  (D) CaCO

3

 

→ CaO+CO

2

 

(     )29. 在 CuO+H

→ Cu+H

2

O 的氧化還原反應中,何者為氧化劑? 

(A) CuO  (B) H

2

  (C) Cu  (D) H

2

O 

(     )30. 將鐵礦、熔劑(灰石)與焦煤置於高爐中煉鐵,下列何者錯誤? 

(A)碳對氧之活性大於鐵對氧之活性  (B)熔渣可防止生成之鐵再被氧化  (C)煉鐵中焦炭為還

原劑  (D)灰石成分為(CaO)

,可與鐵礦中之泥沙 SiO

2

作用生成熔渣(CaSiO

3

 

(     )31. 冶煉鐵礦時,在高爐內加入焦煤是作為: 

(A)氧化劑  (B)還原劑  (C)催化劑  (D)助熔劑 

(     )32. (甲) C+

2 PbO → 2Pb+CO

2

;(乙) Pb+

CuO → Cu+PbO;(丙) 2 Mg+CO

2

 

→ C+2MgO,

從上述三個反應式中可推知 Pb、Cu、Mg 三種金屬元素之活性大小順序為: 

(A) Pb>Cu>Mg  (B) Mg>Pb>Cu  (C) Cu>Mg>Pb  (D) Cu>Pb>Mg 

(     )33. 高爐煉鐵,一氧化碳與氧化鐵反應如右:Fe

2

O

3

3CO→2Fe+3CO

2

,式中何者為氧化劑? 

(A) Fe

2

O

3

  (B) CO  (C) Fe  (D) CO

2

 

(     )34. 馬蓋先經實驗結果,歸納得知下列兩項事實:(1)焦煤不能用來還原鋁礦,但可用來還原銅礦

和鐵礦。(2)不能用鐵罐填裝硫酸銅水溶液。如此,可知 C、Al、Cu、Fe 四元素的活性由大到
小順序是下列哪一項? 

(A) C>Al>Fe>Cu  (B) Al>C>Cu>Fe  (C) C>Al>Cu>Fe  (D) Al>C>Fe>Cu 

(     )35. 將鋅片放入硫酸銅水溶液中,觀察到有反應發生,則關於此反應的敘述,下列何者正確? 

(A)溶液中有氧氣不斷冒出  (B)鋅片上有紅色的銅析出  (C)溶液的顏色由無色漸漸變成藍色 

(D)反應會生成具刺激性臭味的 SO

2

氣體 

(     )36. 在 CuO+H

2

 

→ Cu+H

2

O 的氧化還原反應中,何者為還原劑? 

(A) CuO  (B) H

2

  (C) Cu  (D) H

2

O 

(     )37. 在煉鐵的過程中,何者為還原劑? 

(A)鐵礦、焦煤  (B)氧氣、二氧化碳  (C)鐵礦、灰石  (D)焦煤、一氧化碳 

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金屬礦的還原 

102 

(     )38. 下列何者不可能發生氧化還原反應? 

(A) Mg+CO

2

  (B) C+PbO  (C) Mg+CuO  (D) Cu+Al

2

O

3

 

(     )39. 將鐵礦、灰石與焦煤置於高爐中煉鐵,下列敘述何者錯誤? 

(A)碳對氧之活性大於鐵對氧之活性  (B)鐵礦中之氧化鐵為還原劑  (C)由灰石生成之氧化

鈣,可與鐵礦中之泥沙作用生成熔渣  (D)熔渣可防止生成之鐵再被氧化 

(     )40. 下列何種物質既宣鑄造又宜

接? 

(A)生鐵  (B)熟鐵  (C)鋼  (D)鑄鐵 

(     )41. 下列哪一種元素可在二氧化碳中繼續燃燒? 

(A)碳  (B)鋅  (C)鉛  (D)鎂 

(     )42. 已知 Na、Ca、Mg、C、Cu 對氧的活性順序是:Na>Ca>Mg>C>Cu,下列四組物質,何

者會發生氧化還原反應? 

(A) C+Na

2

O  (B) C+CaO  (C) C+MgO  (D) C+CuO 

(     )43. 請完整的挑出下列正確的敘述: 

(甲)氧化與還原反應必相伴發生;(乙)氧化與還原反應不必相伴發生;(丙)在氧化還原反應中,

本身被氧化的物質叫做氧化劑:(丁)在冶煉礦物時,常利用還原劑把金屬還原出來。 

(A)甲、丙  (B)乙、丙  (C)甲、丁  (D)丙、丁 

(     )44. 下列有關煉鐵的敘述,哪一項錯誤? 

(A)由高爐冶煉所得的鐵叫做熟鐵  (B)由高爐的爐底不斷地鼓入空氣,幫助焦煤燃燒,可增加

反應速率  (C)高爐內有一氧化碳,可作還原劑  (D)生石灰和矽石結合的熔渣浮在溶鐵表面,
可防止鐵被氧化 

(     )45. 下列敘述何者正確? 

(A)煉鐵時常加入碳當作氧化劑  (B)不鏽鋼是一種化合物  (C)鐵是地殼中含量最多的金屬元

素  (D)碳可用於冶煉活性比碳小的金屬礦 

(     )46. 下列哪一反應不是氧化還原反應? 

(A) H

2

+Pb

O → Pb+H

2

O  (B) 2Mg+CO

2

 

→ C+2MgO  (C) Mg+CuO → Cu+MgO  (D) 

NH

3

HCl → NH

4

Cl 

(     )47. X、Y、Z 三種金屬元素在空氣中的燃燒情形為:Y 容易燃燒;X 較不易燃燒;Z 最不易燃燒;

以 XO、YO、ZO 代表三種金屬的氧化物,下列各組反應,哪一組會發生反應?  (A) Y 和 XO 

(B) X 和 YO  (C) Z 和 XO  (D) Z 和 YO 

(     )48. 下列金屬氧化物與碳粉混合加熱後,何者不能得到金屬? 

(A)氧化鈉  (B)氧化鐵  (C)氧化銅  (D)氧化鋅 

(     )49. 已知鈣(Ca)的活性大於銅(Cu)

,若無其他物質參與反應,則下列哪一組的物質,經混合

加熱後,可發生氧化還原反應? 

(A) CaO+Cu  (B) Cu+Ca  (C) Ca+CuO  (D) CaO+CuO 

(     )50. 乾燥鎂粉和氧化銅混合加熱,容易得到銅和氧化鎂(Mg+CuO 

Δ

─→  Cu+MgO),可知: 

(A)對氧的活性:Cu>Mg  (B) Mg 被氧化,為還原劑  (C) MgO 比 CuO 容易被還原  (D)加熱

銅粉和氧化鎂,也可得到鎂和氧化銅 

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金屬礦的還原 

103 

(     )51. 在下列變化中,哪種不能產生氧化鎂? 

(A)鎂在空氣中加熱  (B)鎂和氧化鈉共同加熱  (C)鎂和氧化鋅共同加熱  (D)鎂和氧化銅共同
加熱 

(     )52. 下列何者為氧化還原反應? 

(A) C+

2 CuO → 2 Cu+CO

2

  (B) CaCO

3

2 HCl → CaCl

2

+CO

2

+H

2

O  (C) H

+OH

 

→ 

H

2

O  (D) C

4

H

9

OH+CH

3

COOH → CH

3

COOC

4

H

9

+H

2

O 

(     )53. 下列各情況,哪一種不能發生反應? 

(A)鋁粉和氧化銅共熱  (B)碳和氧化鎂共熱  (C)碳和氧化鐵共熱  (D)碳和氧化鉛共熱 

(     )54. 鎂帶在裝有二氧化碳的廣口瓶中燃燒,會在瓶子內壁附著碳粉,何者在此一氧化還原反應中

做為還原劑? 
(A)鎂  (B)二氧化碳  (C)碳粉  (D)氧化鎂 

(     )55. 下列何者無法當還原劑? 

(A) CO  (B) C  (C) CO

2

  (D) SO

2

 

(     )56. 下列何者為氧化還原反應? 

(A) C+

2CuO→2Cu+CO

2

  (B) CaCO

3

2HCl→CaCl

2

+CO

2

+H

2

O  (C) H

+OH

→H

2

(D) C

4

H

9

OH+CH

3

COOH→CH

3

COOC

4

H

9

+H

2

O 

(     )57. 若已知甲為既宜鑄造又宜煅接的鐵;乙為含碳量最少、純度最高的鐵;丙為含碳量最高,質

硬且脆的鐵,則甲、乙、丙分別為: 
(A)熟鐵、鋼、生鐵  (B)鋼、熟鐵、生鐵  (C)鋼、生鐵、熟鐵  (D)生鐵、熟鐵、鋼 

(     )58. 高爐中鐵的生成經由下面的反應:Fe

2

O

3

3CO → 2Fe+3CO

2

,式中何者為還原劑? 

(A) Fe

2

O

3

  (B) CO  (C) Fe  (D) CO

2

 

(     )59. 焦煤及燃燒生成的一氧化碳都可還原氧化鐵,其反應式依次是: 

(甲) 2Fe

2

O

3

3C → 4Fe+3CO

2

和(乙) Fe

2

O

3

3CO → 2Fe+3CO

2

。有關以上兩個反應中,

下列何者錯誤?   
(A)在甲反應中,C 為氧化是為還原劑  (B)在乙反應中,CO 作為氧化劑  (C)在甲反應中,2
莫耳 Fe

2

O

3

完全反應時可產生 4 莫耳的鐵  (D)在反應中,產生的 CO

2

可能使地球表面的平均

溫度上升 

(     )60. (甲) Al

2

O

3

+Cu;(乙) Cu+Al;(丙) Al+CuO;(丁) Al

2

O

3

+CuO。 

上述各組混合物加熱,不能發生還原反應者有: 
(A)甲乙丁  (B)乙丙丁  (C)甲丙丁  (D)甲乙丙 

(     )61. 把點燃的鎂帶放進二氧化碳的集氣瓶中發現鎂帶繼續燃燒,反應後,瓶壁上有黑色斑點附著。

請問下列敘述何者錯誤? 
(A)此反應的化學反應式:2Mg+CO

2

→C+2MgO  (B)瓶壁上黑色斑點為 MgO  (C)在這反應

中 CO

2

為氧化劑  (D)儲存鎂粉的倉庫失火時,不宜用二氧化碳滅火器來滅火 

(     )62. X、Y、Z 分別代表三種元素,XO、YO、ZO 代表它們的氧化物,如有下列反應發生:Y+XO

→ 

YO+X;X+

ZO→XO+Z,則它們的活性大小順序為何? 

(A) X>Y>Z  (B) Y>X>Z  (C) Y>Z>X  (D) Z>X>Y 

(     )63. 點燃的鎂帶發出強烈的白光,放入 CO

2

瓶內,則下列敘述何者正確? 

(A) CO

2

非助燃物,所以鎂帶熄滅  (B)鎂帶燃燒更激烈,並且產生黑色的碳粒  (C) CO

2

含氧

是為還原劑  (D)鎂被還原為白色氧化鎂 

background image

金屬礦的還原 

104 

(     )64. 鎂帶可在二氧化碳中繼續燃燒,下列敘述何者錯誤? 

(A)鎂的活性較碳大  (B)燃燒後有碳產生  (C)鎂帶為氧化劑  (D)二氧化碳被還原 

(     )65. 在鎂與氧化銅的反應:Mg+

CuO→MgO+Cu,下列敘述何者正確? 

(A) Mg 是還原劑,CuO 是氧化劑  (B) Mg 是氧化劑,CuO 是還原劑  (C) Mg 被還原,CuO
被氧化  (D)對氧的活性大小為 Cu>Mg 

(     )66. 下列哪一項反應過程,必須加入還原劑? 

(A) Cu→CuO  (B) Fe

2

O

3

→Fe  (C) CO→CO

2

  (D) H

2

→H

2

O 

(     )67. 冶煉鐵礦時,加入灰石的主要目的為下列何者? 

(A)作為還原劑  (B)作為催化劑  (C)作為氧化劑  (D)除去鐵礦中的泥沙,同時可防止液態鐵
再氧化 

(     )68. (甲) CO

2

2 Mg → C+2 MgO;(乙) Fe

2

O

3

+3 CO 

  2 Fe+3 CO

2

,有關甲反應式中 CO

2

及乙反應式中 CO 的敘述,下列何者正確? 
(A) CO

2

為氧化劑,CO 為還原劑  (B) CO

2

為還原劑,CO 為氧化劑  (C)兩者均為還原劑  (D)

兩者均為氧化劑 

(     )69. X、Y、Z 三種金屬元素在氧氣中燃燒的情形為:Y 最容易燃燒,X 較不易燃燒,Z 最不易燃燒;

以 XO、YO、ZO 代表三種金屬的氧化物,若將下列各組混合物加熱,哪一組會發生氧化還原
反應? 
(A) Y 和 XO  (B) X 和 YO  (C) Z 和 XO  (D) Z 和 YO 

(     )70. 已知鈉、鋅、銅對氧的活性順序是:鈉>鋅>銅,則下列哪一組混合物,加熱後可發生氧化

還原反應? 
(A)鋅和氧化鈉  (B)鋅和氧化銅  (C)銅和氧化鈉  (D)銅和氧化鋅 

(     )71. 將點燃的鎂帶放入裝有二氧化碳的廣口瓶中,反應後會在瓶子內壁附著何種物質? 

(A)碳  (B)鎂  (C)硫  (D)磷 

(     )72. 鐵礦、焦煤、熱空氣、熔劑是煉鐵的四大要件,以上何者是擔任還原劑的角色? 

(A)鐵礦  (B)焦煤  (C)熱空氣  (D)熔劑 

(     )73. 下列哪一組混合物,加熱後可發生氧化還原反應? 

(A) Zn+NaO

2

  (B) Cu+ZnO  (C) Cu+Na

2

O  (D) Zn+CuO 

(     )74. 鋅粉與氧化銅粉末在隔絕空氣條件下混合加熱反應如下: 

                              Zn  +  CuO 

  ZnO  +  Cu 

下列有關此反應的敘述何者正確? 
(A)銅被氧化,鋅被還原  (B)氧化銅被氧化,鋅被還原  (C)與氧結合的活性:鋅<銅  (D)釋
出氧的活性:氧化鋅<氧化銅 

(     )75. 將碳粉與氧化銅粉末均勻混合後,置於試管內加熱,試管口以

導管通入澄清石灰水,裝置如附圖所示。則下列敘述何者錯誤? 
(A)加熱後使澄清石灰水變混濁的是二氧化碳  (B)此反應中,氧
化銅當還原劑  (C)由反應得知,碳對氧的活性大於銅  (D)反應
後,試管內產生紅色的銅 

(     )76. 鋁熱劑點燃後,能生成熔融狀態的鐵,可用來修補鐵軌,其成分可能為: 

(A)鋁+鐵  (B)鋁+氧化鐵  (C)鐵+氧化鋁  (D)氧化鋁+氧化鐵 

 

background image

金屬礦的還原 

105 

 1. 已知 Ca+

ZnO→Zn+CaO,Cu+ZnO→不會反應,則此 Ca、Zn、Cu 三種元素對氧的活性順序

為_______________。 

 2. 鐵礦製成鐵,可依右列化學反應式反應得:2Fe

2

O

3

3C─→4Fe+3CO

2

,回答下列問題: 

(     )1. 在此反應中 Fe

2

O

3

的角色是: 

(A)發生了還原作用  (B)發生了氧化作用  (C)是還原劑  (D)產生中和反應 

(     )2. 50 公斤的氧化鐵與足量的碳反應,所產生的鐵其質量與下列何值最接近? 

(A)35 公斤  (B)70 公斤  (C)80 公斤  (D)100 公斤  (原子量:Fe=56,O=16,C=12) 

 

 

 

 3. 鐵礦煉鐵高爐中的煤焦在空氣不足下燃燒會產生一氧化碳,一氧化碳也可作為還原劑,其反應式

如下(未平衡)a Fe

2

O

3

b CO → c Fe+d CO

2

其平衡係數和 a+b+c+d=________。 

 4. 小齊依右表,各取純淨金屬一小粒,投入分別裝有他種

金屬鹽類溶液之試管中,觀察其變化: 

(     )1. 則右表中有鉛被取代出來的反應為: 

(A) F  (B) G  (C) H  (D) I 

(     )2. 承上題,附表中沒有化學反應發生者為: 

(A) E、G、I  (B) E、F、J  (C) F、G  (D) H、I 

 5. 右圖為工業上煉鐵的裝置,試回答下列問題: 

(     )1. 下列何者不是從爐頂的受料斗中放入的原料? 

(A)鐵礦  (B)煤焦  (C)一氧化碳  (D)灰石 

(     )2. 下列哪兩種物質皆可做為煉鐵時的還原劑? 

(A)Fe、CaCO

3

  (B)CO、C  (C) CaO、C  (D) CO

2

、CaO 

(     )3. 冶煉鋼鐵時,加入灰石的作用是: 

(A)作還原劑,使氧化鐵還原成鐵  (B)作催化劑,加速氧化

鐵的分解反應  (C)除去鐵礦中的細砂,同時可防止熔鐵再
氧化  (D)形成熔渣,幫助生鐵轉變成熟鐵 

 6. 小明做了下列實驗的步驟: 

(甲)將在空氣中點燃的鎂帶放入裝滿 CO

2

的集氣瓶內,則鎂帶繼續燃燒;(乙)將燃燒產物放入水

中,再投入一張紅色石蕊色紙,則試紙呈藍色;(丙)檢查瓶壁發現有黑色的物質。 
試回答下列各問題: 

(     )1. 鎂可在 CO

2

中燃燒是因鎂和碳的活性何者較大? 

(A)鎂  (B)碳  (C)一樣大  (D)資料不足,無法判斷 

(     )2. 乙步驟表示燃燒產物溶於水後形成: 

(A)酸性溶液  (B)中性溶液  (C)鹼性溶液  (D)無性溶液 

(     )3. 甲步驟的化學反應式:2 Mg+CO

→ C+2 MgO,下列何者為氧化劑? 

(A) Mg  (B) CO

2

  (C) C  (D) MgO 

background image

金屬礦的還原 

106 

 7. 有一實驗裝置如圖,試回答下列問題: 

(1) 試管中產生的化學變化之反應式:________________________。 

(2) 上述反應中,還原劑為___________。 

(3) 石灰水是為了檢測___________。 

(4) (          )實驗結束後應如何收拾該實驗裝置?  (A)先移開酒精

燈再移開石灰水  (B)先移開石灰水再移開酒精燈。 

(5) 煉鐵時,加入的灰石,學名為___________,在高爐中受熱

會分解為_________和________氣體。(請填學名) 

 8. 碳粉和氧化銅粉末隔絕空氣加熱產生的反應,回答下列問題:(Cu=64、O=16、C=12) 

(1) 32 g 的氧化銅粉末需______ g 的碳粉才可恰好與之完全反應。 

(2) 反應後產生的有色生成物是______。 

(3) 此反應的氧化劑是______。 

 9. C+

2 CuO→CO

2

+2 Cu,此反應的氧化劑為______;還原劑為______。 

 10. 如表,A、B、C、D 代表四種元素,AO、BO、CO、

DO 代表其氧化物。

『+』表示有反應,

『-』表示沒有

反應,請回答下列問題: 

(1)  右表中『B+AO』是否有反應?________。 

      『C+DO』是否有反應?__________。 

(2)  『A+CO』反應中,產物為_________;何者為

氧化劑_______,何者為還原劑?__________。 

(3)  A、B、C、D  四元素中,活性的大小依序為__________。 
(4)  AO、BO、CO、DO  四元素之氧化物其活性大小依序為__________。 
(5)  A、B、C、D  中何者為最強的還原劑?__________。 
(6)  AO、BO、CO、DO 中,何者為最強的氧化劑?_________。 

(7)  AO、BO、CO、DO  中,何者最易起變化?__________。何者最安定?__________。 

 11. 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,結果如右表。試回答下列問題: 

(     )1. X、Y、Z、W 四種金屬元素活性由大至小

依次為: 

(A)X>Y>Z>W  (B)Y>Z>W>X  (C)Z>X>Y>W  (D)Y>X>W>Z 

(     )2. 如表中所示,甲、乙、丙、丁、戊、己中有反應者為: 

(A)乙丙  (B)丁戊  (C)丙丁  (D)甲己 

(     )3. XO、YO、ZO、WO 四種金屬元素的氧化物其活性大小依序為: 

(A) XO>YO>ZO>WO  (B) ZO>WO>XO>YO  (C) ZO>XO>YO>WO  (D) WO>

ZO>XO>YO 

(     )4. X、Y、Z、W 四種金屬之中,有最強還原作用的是: 

(A) X  (B) Y  (C) Z  (D) W 

 

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金屬礦的還原 

107 

 12. X,Y,Z,W 代表四種元素,XO,YO,ZO,WO 代表氧化物,依據反應回答下列問題: 

              X+

WO→XO+W                        Y+ZO→無作用                        XO+Y→X+YO 

(1) 求對氧的活性由大至小依序為:____________。 

(2) 求氧化物的安定性由大至小依序為:____________。 

 

 13. CuO+MgCu+MgO 反應中_____被氧化,______被還原;_____是氧化劑;______是還原

劑。 

 14. 下列變化,(A)CCO

  (B)Fe

2

O

3

Fe    (C)CuOCu    (D)MgMgO;請回答下列問題: 

(1)  上述反應中何者是氧化?________;何者是還原?________。 

(2)  上述反應中何者需加入氧化劑?________;何者需加入還原劑?________。 

 

 15. 某生欲覾察鎂、碳、鉛等元素是否由氧化物中取代其他元素出來,作了下列實驗探討: 

(1)  將木炭粉與氧化鉛混合均勻後,以石棉紙包住,以坩堝鉗夾住,在火焰中加熱後,觀察結果,

則有金屬光澤的______生成,由此可推測_______對氧的活性大於_______。 

(2)  以坩堝鉗夾緊鎂帶,點燃後,立刻插入裝有二氧化碳的集氣瓶中,則鎂帶______燃燒,作

用完成後,生成白色的_________,旦集氣瓶壁附有很多_____色斑點的_______。 

(3)  寫出上題的方程式:_______________________。可知鎂和碳對氧的活性為_______。 

 

 

 

 

 16. 如圖為工業上煉鐵的高爐裝置。試回答下列問題:   

(     )1. 在高爐中,鐵主要是經由下面的反應生成:Fe

2

O

3

+3 

CO→2 Fe+3 CO

2

,請問反應式中何者為還原劑? 

(A) Fe

2

O

3

  (B) CO  (C) Fe  (D) CO

2

 

(     )2. 將鐵礦、灰石與煤焦置於高爐中煉鐵,下列敘述何者錯

誤? 
(A)煤焦的主要成分就是碳  (B)高爐中的煤焦在空氣
不足下燃燒會產生二氧化碳  (C)由灰石生成之氧化
鈣,可與鐵礦中之泥沙作用生成熔渣  (D)熔渣可防止
生成之鐵再被氧化 

(     )3. (      )赤鐵礦煉製鐵之過程中,涉及 

(甲) 3 C+Fe

2

O

3

→2 Fe+3 CO  與(乙)  3 CO+Fe

2

O

3

→2 Fe+3 CO

2

兩個反應, 

若將(甲)所產生的一氧化碳全部用於(乙),且欲生成 28 公斤的鐵,

(Fe=56)需純度 90%(重

量)的煤焦____________公斤。 

(     )4. 從高爐中煉得的鐵由何處流出? 

(A)甲  (B)乙  (C)丙  (D)丁 

(     )5. 從高爐中煉得的鐵是: 

(A)生鐵  (B)熟鐵  (C)鋼  (D)氧化鐵 

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金屬礦的還原 

108 

(     )6. 生鐵、熟鐵及鋼含碳量的大小為: 

(A)生鐵>熟鐵>鋼  (B)生鐵>鋼>熟鐵  (C)鋼>生鐵>熟鐵  (D)熟鐵>鋼>生鐵 

(     )7. 鐵礦、灰石、煤焦是煉鐵的三種主要原料;加入灰石的目的,主要是與礦石中的泥沙作用生

成: 
(A)溶渣  (B)氧化鈣  (C)硫酸鈣  (D)氫氧化鈣 

(     )8. 工業上煉鐵,是在高爐(或鼓風爐)裡將含氧的鐵礦,以下列何種物質還原? 

(A)氧氣  (B)氫氣  (C)焦炭  (D)灰石 

(     )9. 將鐵礦製成鐵,可依右列之方程式反應而得:2 Fe

2

O

3

3 C → 4 Fe+3 CO

2

,在此反應中

Fe

2

O

3

的角色是: 

(A)得到氧變成 Fe  (B)發生了氧化作用  (C)是還原劑  (D)產生氧化還原作用 

(     )10. 承上題,50 公斤的氧化鐵與足量的碳反應,所產生的鐵其質量與下列何值最接近?(原子

量:Fe=56,O=16,C=12) 
(A) 35  (B) 70  (C) 80  (D) 100 公斤 

(     )11. 高爐煉鐵得 Fe

2

O

3

CO → Fe+CO

2   

反應中,反應式的平衡係數為: 

(A) 1:1:1:1  (B) 1:2:2:3  (C) 1:3:2:3  (D) 2:3:2:3 

(     )12. 下列有關煉鐵的技術,哪一項錯誤? 

(A)高爐的爐底不斷地鼓入空氣,幫助煤焦燃燒,可增加反應速率  (B)高爐內有一氧化碳,
可做還原劑  (C)碳對氧活性大於鐵對氧活性  (D)鐵礦成分中只有赤鐵礦 Fe

2

O

3

 

 
 17. 已知活性大的金屬,可與活性小的金屬

氧化物發生反應,附表為 W、X、Y、Z
四種金屬,WO、XO、YO、ZO 為其金
屬氧化物,小榮以各金屬和不同金屬的
氧化物反應,結果如右表:

(+:代表

有反應,-:代表無反應) 

(     )1. 右表可知 W 與 X 的活性大小為: 

(A) W>X  (B) W<X  (C) W=X 

(     )2. 右表可知 X 與 Z 的活性大小為: 

(A) X>Z  (B) X<Z  (C) X=Z 

(     )3. 右表可知 Y 與 X 的活性大小為: 

(A) Y>X  (B) Y<X  (C) Y=X 

(     )4. 如欲比較各金屬的活性大小,小榮尚需再做下列哪一項實驗? 

(A)甲  (B)乙  (C)丙  (D)丁 

(     )5. 承(4),若選取之實驗結果為+,可得 W、X、Y、Z 四種金屬的活性大小順序為: 

(A) W=X=Y=Z  (B) Y>X>W>Z  (C) Z>W>Y>X  (D) W=X>Y=Z 

 

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