金属氧化物热还原反应实验条件的启示.docx

金属氧化物热复原反响实验条件的启示金属氧化物热复原反响指的是金属氧化物（如Fe203.CUO等）在加热或者更高的温度条件下，用一些复原剂将氧化物中的金属元素以单质形式复原出来的反响。这一类型的反响众多，也是目前刚刚接触化学这门自然学科的初中生必须掌握的反响。但在实际教学过程中发现，大多数学生在书写这一类反响时很容易将反响条件弄混淆。综合分析后，不难发现比方同一种金属氧化物在不同的复原剂作用下或者同一种复原剂复原不同的金属氧化物均会出现不同实验条件，如“加热、“高温究竟是什么原因致使反响条件出现如此复杂的情况？笔者也曾读过许多化学期刊中有关这一类反响的实验探究型论文，论文中很少出现专门针对这类反响条件多样化进行的分析。所以便借此时机，来谈谈我个人对此类反响的一些不成熟的看法，希望与广阔同仁一起探讨，一起学习。就以CUO和Fe203的复原为例。现行的初中化学教材中出现的反响方程式有这几个：2Cu0+C2Cu+C02↑CUO+H2Cu+H20;CUO+C0Cu+C02;2Fe203+3C4Fe+3C02↑Fe203+3C02Fe÷3C02o尤其是反响是中学化学教材中固相反响的典型代表，因该反响的成功率低而被广泛谈论和改良；反响那么比其他反响易于进行且现象明显；反响作为一个补充CO复原性的方程式出现在教材中。根据金属氧化物在低于1800K温度下在复原顺序，Ca>Mg>AI>C>Si>H2>C0,可以看出H2的复原能力介于C和Co之间，但H2不同于金属，它的优点是反响生成物之一是水蒸气，它能随时由反响区内移去，有利于反响向正方向移动，且产物较纯洁。复原剂的化学活动性由被复原的氧化物与复原后所得氧化物的热力学性质所决定。各元素与氧发生反响，生成氧化物的特点是绝大局部反响的结果多为放出热量，放出的热量愈大，那么生成的氧化物愈稳定。在平衡体MmOn+H2mM+nH20,H20(g)的生成热(241.818kJmol)远远超过CUo的生成热(156.8kJmol),所以CUO较易于H2所复原，一般酒精灯加热就可使反响顺利进行1o虽然C的复原能力强于H2,但固体复原剂与氧化物的充分接触程度毕竟没有固体与气体复原剂那么好，自然反响温度就比前者要高。Fe203的生成热(824.25kJ/rnoI)比CUO的生成热大，说明Fe203较CllO更加稳定，要想从Fe203中将单质复原Fe出来就相比照拟困难。反响是一个教师演示实验，CO复原Fe203需在550。C以上的高温下进行，所以最好要用酒精喷灯或三芯酒精灯，Fe203粉末要铺得薄而且要均匀。有纯洁而均匀的CO气流，并保持反响时较高的温度。在温度不够高的情况下,生成的Fe304会干扰生成Fe的目测检验，所以见到硬质玻璃管内的物质变黑以后，证明开始发生反响，为保证复原铁的生成，需要继续加热升温几分钟，整个复原过程如下：但有时，某些金属氧化物热复原反响却很容易进行。如氧化汞仅只在加热条件下就能产生汞单质。化学方程式：2HgO2Hg+02↑o根据金属元素的活动性顺序，Hg是活动性较弱的金属之一，单质的化学活动性越弱，那么相应氧化物的稳定性就越差，即很容易从化合物转化物成单质，所以HgO生成单质Hg不仅不需要复原剂，且只需要加热即可完成反响。而活泼金属钾、钙、钠的氧化物K20、CaO.Na20就很难用复原剂复原出其金属单质。由上述讨论可以得到一种观点：热复原反响的产物都是（相对而言）稳定的（附：因为是受热，由环境对体系供应能量，所以相对而言动力学因素降为次要因素，即可根据热力学判断反响的产物）。深入了解个别性质（特殊性）是认识事物的根底，而比照有助于更深入了解其特殊性及通性。只是在占有了一定量事实（个性）的根底上才能深入了解其特殊性，并从中较好地了解普遍性。由此得到的规律很可能还有许多例外，然而（有时）恰好是这些例外可能使规律逐步趋于完善，并有可能开展为理论2。