中学2年理科／化学変化

酸化銅と酸化鉄の還元

還元とは、酸化物から酸素が取り除かれる化学変化。
酸素が「どこから、どこへ」移るのかを追いかけましょう。

酸化銅と炭素

十分な加熱によって起こる反応を表す模式図

銅原子 Cu酸素原子 O炭素原子 C

狭い画面では図を横にスワイプできます。原子の数と酸素の移動を示すモデルです。酸化銅・酸化鉄を独立した分子として描いたものではなく、実際の反応経路や粒子の大きさ・速さは再現していません。

反応の進み方0%

反応前の酸化物

↓ 酸素が取り除かれる

できる金属

酸素を受け取り、相手を還元する物質を「還元剤」といいます。

反応の前後で、各元素の原子の数は同じです。

原子の種類	反応前	反応後

気体が外へ出ると残った固体の質量は減りますが、出た気体も含めた全体の質量は変わりません。

この反応で「還元される」のはどの物質？

酸化鉄の還元と製鉄について

ここでは酸化鉄として酸化鉄(Ⅲ) Fe₂O₃ を扱います。高炉では、コークスからできる一酸化炭素が、酸化鉄から酸素を取り除く重要な役割を果たします。

「炭素 C」に切り替えたときの 2Fe₂O₃ ＋ 3C → 4Fe ＋ 3CO₂ は、酸素の受け渡しと原子の数に注目した総括的な式です。実際には温度や条件によって一酸化炭素も関わり、還元は段階的に進みます。