一氧化碳还原氧化铁

由于一氧化碳具有还原性，在冶金工业里常用来作还原剂，还原金属氧化物以制取某些金属。在实验室中我们可以用一氧化碳还原氧化铁来制取铁。实验用品包括：贮气瓶、分液漏斗、硬质玻璃管、试管、玻璃导管、橡皮管、弹簧夹、双孔塞、单孔塞、尖嘴管、酒精灯，氧化铁、一氧化碳、清石灰水。

氧化铁介绍

氧化铁（ferric oxide），化学式Fe2O3。又称烧褐铁矿、烧赭土、铁丹、铁红、红粉、威尼斯红（主要成分为氧化铁）等。，易溶于强酸，中强酸，外观为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料，工业上称氧化铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可作为催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁原料。

溶于盐酸、稀硫酸生成铁盐。铁单质在置换反应中生成亚铁离子。

氧化铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应，铁金属便会生锈。用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可做催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁原料。氧化铁Z大的应用是作为颜料来使用。按颜色分为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑，氧化铁棕由氧化铁红、氧化铁黑（和氧化铁黄）混合而成；氧化铁橙是由氧化铁红和氧化铁黄混合而成；氧化铁绿是由蓝色的酞菁兰和氧化铁黄混合而成。

一氧化碳还原氧化铁反应方程式：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

一氧化碳还原氧化铁实验过程:

实验中需要先制取一氧化碳

1、一氧化碳的实验室制取

1）在250mL蒸馏烧瓶里加入密度为1.84g／cm3的浓硫酸50mL，在分液漏斗里盛放密度为1.2g／cm3的甲酸10mL,装置如图所示。检查装置的气密性。

2）给浓硫酸加热到80--90℃，移去酒精灯。

3）向烧瓶内逐滴加入甲酸，即有一氧化碳产生o

4）当空气排尽后，用排水法收集一氧化碳，并用橡皮塞塞紧集气瓶口。(diyi瓶一氧化碳气体里混有空气，点燃时会发生爆鸣，应注意安全。)

2、一氧化碳还原氧化铁操作步骤

取长约25厘米、内径约3厘米的硬质玻璃管一根,在中部铺上一薄层干燥的红褐色氧化铁粉末。

实验时,先把硬质玻璃管中的氧化铁加热,然后放松橡皮导管上的弹簧夹,旋开贮气瓶上分液漏斗的活塞,让水缓缓流下,使一氧化碳气体均匀而缓慢地排入硬质玻璃管里,跟灼热的氧化铁发生反应。这时在盛有清石灰水的试管里可以看到有气泡冒出,溶液逐渐变成浑浊,这是反应后逸出的二氧化碳所致。但是逸出的气体中的有部分未发生反应的一氧化碳,这是一种剧毒的气体,所以在实验一开始就要时时用火点燃尖嘴管口逸出的气体,使一氧化碳燃烧成二氧化碳。

当硬质玻璃管里的氧化铁已变成黑色时,关上分液漏斗的活塞,夹紧导气管上的弹簧夹,停止排出一氧化碳。但在硬质玻璃管外仍须继续加热,直到试管里不再有气泡冒出为止。把整套装置移到通风橱里拆卸,取出反应后所得的铁屑。

为了证明氧化铁已被还原成铁,可以比较反应物氧化铁和生成物铁屑的颜色,前者是红褐色的,后者是黑色的。也可以在两支盛稀盐酸的试管里,分别加入氧化铁和生成物铁屑,氧化铁跟稀盐酸反应不发生气体,铁屑跟稀盐酸反应有氢气产生。但不要用磁铁来鉴别,因为天然的氧化铁也有顺磁性。

注意事项

通入一氧化碳后，如果加热时间短，反应不充分，则一氧化碳还原氧化铁实验的黑色产物中有大量的四氧化三铁；加热时间长，反应充分，则黑色产物主要为铁。反应产物如在空气中冷却会被重新氧化成FeO、Fe O 、Fe O ，温度高时重新氧化的Z终产物为红色氧化铁。用氢气代替一氧化碳做上述实验，产生的实验现象和结论也是相同的。 

因此，我们做这个实验时，通入一氧化碳后加热反应时间要长，反应要充分。反应后的产物要在隔绝空气的条件下冷却到室温。反应不充分或产物隔绝空气冷却的时间短，没有冷却至室温，Z终得到的黑色固体可能主要为四氧化三铁。