碳还原金属氧化物

用碳还原金属氧化物，是从矿石中提炼中等活泼和不活泼金属的方法。它位于中五氧化还原一章，串联起两个大概念：作为得失氧的氧化还原，以及作为选择正确提炼方法指南的金属活性顺序。

这使它成为非常常见的结构题课题。

概念：碳作为还原剂

当碳与金属氧化物一起被强热时，碳把氧从金属那里夺走。碳被氧化（它得到氧变成二氧化碳），金属氧化物被还原（它失去氧变成金属）。

因此碳是还原剂，金属氧化物是氧化剂。只有当金属比碳更不活泼时这才有效，因为更活泼的金属把氧抓得太紧，碳无法夺走。

配平方程式

氧化铅(II)

2PbO(s) + C(s) → 2Pb(l) + CO₂(g)

氧化铜(II)

2CuO(s) + C(s) → 2Cu(s) + CO₂(g)

氧化锡(IV)

SnO₂(s) + C(s) → Sn(l) + CO₂(g)

氧化铁(III)（如高炉中，碳先生成一氧化碳，才是真正的还原剂）

2C(s) + O₂(g) → 2CO(g)

Fe₂O₃(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO₂(g)

氧化锌

2ZnO(s) + C(s) → 2Zn(s) + CO₂(g)

请注意，每一条方程式里氧都从金属转移到碳，而且每一条方程式对每种元素都是配平的。

哪些金属可以这样提炼

只有活性顺序中位于碳以下的金属，锌、铁、锡、铅和铜，才能用碳还原来提炼。位于碳以上的金属，钾、钠、钙、镁和铝，太活泼；它们的氧化物不会被碳还原，改用熔融化合物的电解来提炼。

记住碳在活性顺序里的位置，就是解开这类题目的钥匙。

所需条件

需要强而持续的加热，通常在炉中进行，因为反应需要高温才能发生。把碳（焦炭）与矿石混合。

现象

混合物受热时发出红热的光。对氧化铜(II)，黑色固体变成棕色的铜。

释出一种无色气体，使石灰水变浑浊，证实是二氧化碳。对熔点低的金属，如铅和锡，会形成熔融金属的小珠。

常见错误

不要试图用碳来提炼铝或镁，这是常犯的错误。不要漏掉状态符号；在高的提炼温度下，被释放的铅和锡是熔融的，(l)，而铜常写成固态。

被问及还原剂时，要说碳（高炉里是一氧化碳），而不是金属。

在 SPM 考试中的出现方式

在 试卷二 (4541/2) 里，你可能被要求写配平方程式、说出氧化剂与还原剂，或用金属活性顺序解释某种金属为何能或不能被碳提炼。把每个答案都连回到氧的转移，以及金属相对于碳的位置。