CO还原氧化铁实验装置.doc
实验-一氧化碳还原氧化铁
实验四 一氧化碳还原氧化铁一、实验目的1. 掌握实验室制备一氧化碳及其还原氧化铁的实验基本操作。
2. 通过实验理解一氧化碳的还原性。
二、实验原理1. 一氧化碳的制取实验室常用甲酸脱水的方法制取一氧化碳。
将甲酸滴到80~90 ℃浓硫酸中，甲酸脱水生成一氧化碳，发生如下反应：HCOOH ℃H 2SO 480~90℃CO ↑H 2O +如果没有甲酸，也可以用已二酸代替，但已二酸脱水法生成物除了一氧化碳外还有少量二氧化碳，将气体通入氢氧化钠溶液中吸收掉二氧化碳后，可得到较纯的一氧化碳。
反应式为：↑CO H 2O +H 2C 2O 4CO 2+↑175℃℃H 2SO 42. 一氧化碳还原氧化铁一氧化碳在空气或氧气中燃烧，生成二氧化碳，并放出大量的热。
因此，一氧化碳是很好的气体燃料，燃烧时呈蓝色火焰，这一性质也使得一氧化碳成为冶金方面的良好还原剂。
它在高温下可以从许多金属氧化物中夺取氧，使金属还原，实验室常用一氧化碳还原氧化铁。
反应如下：3CO +3CO 2Fe 2O 3℃℃2Fe +三、实验用品仪器和材料：长直玻璃管、大试管、小试管、分液漏斗、胶头滴管、短弯管、水槽，铁架台、煤气灯、储气瓶。
药品：浓硫酸、澄清石灰水、甲酸，氧化铁。
四、实验内容及操作1．一氧化碳的制备（1）取一支大试管，配上双孔橡胶塞，插入分液漏斗和直角导管。
如图2-4-1所示连接好装置，检查装置的气密性；（2）在大试管内注入20mL 浓硫酸，分液漏斗中注入10mL 甲酸，固定在铁架台上；用导管将大试管与装满水的储气瓶相连用来收集气体；（3）缓慢的将甲酸滴入大试管中，用一个100mL 集气瓶先收集满一瓶气2-3-3 铁氧化物的自由能-温度图（埃林汉姆图）然后是Fe 3O 4被还原成FeO ：CO 2+CO 500~600℃Fe 3O 4+3FeO 最后才是FeO 被还原成Fe ：CO 2+CO Fe +FeO 600℃℃℃总反应方程式为：3CO +3CO 2Fe 2O 3℃℃2Fe +因此，本实验成功的关键是控制加热温度在700℃以上。
用一氧化碳还原氧化铁的实验步骤
用一氧化碳还原氧化铁的实验步骤一氧化碳(CO)是一种具有强还原性的气体，可以与氧化铁(Fe2O3)发生还原反应，生成金属铁(Fe)和二氧化碳(CO2)。
下面是用一氧化碳还原氧化铁的实验步骤：实验材料与设备：1.氧化铁粉末(Fe2O3)2.一氧化碳气体(CO)3.石英管或者石墨舟4.石墨棒或者镊子5.火焰6.宽口瓶或者收集装置7.氮气或者干燥气体源8.安全眼镜和实验手套实验步骤：1.首先将实验器材进行清洗和干燥处理，保持实验环境干燥。
2.准备一定量的氧化铁粉末(Fe2O3)。
可以购买商用的氧化铁粉末，或者通过其他化学实验方法自行合成。
3.将氧化铁粉末放入石英管或者石墨舟中，使其均匀分布且密封。
4.将石英管或者石墨舟放入称量好的加热装置中，用火焰或者电加热使其加热到一定温度。
温度选择取决于实验需求，一般在500到1000摄氏度之间。
5.在此过程中，通入一氧化碳气体(CO)。
可以使用氮气或者其他干燥气体源清除石英管或者石墨舟中的氧气，然后再开始通入一氧化碳气体。
6.控制加热过程和气体通入速度，以及通入一氧化碳气体的持续时间，使其与氧化铁粉末充分接触和反应。
7.观察反应过程中的现象变化。
一氧化碳气体与氧化铁粉末发生反应时，可能会生成火花、闪光或者产生烟雾等。
8.当反应约定时间后，关闭一氧化碳气体通道，停止加热，待系统冷却到室温。
9.将石英管或者石墨舟中的产物取出进行分析和收集。
产物中应该有生成的金属铁(Fe)和二氧化碳(CO2)。
10.可以使用实验天平称量产物中的金属铁(Fe)的质量，以示这一还原反应的效果。
实验注意事项：1.这是一种高温实验，需要注意对反应系统进行稳定和安全操作。
注意保持安全距离，避免烧伤和气体中毒。
2.进行实验过程中要佩戴安全眼镜和实验手套，以保护视力和皮肤。
3.确保实验环境干燥，避免与水分接触。
一氧化碳气体通入前可能需要通过其他气体源通入干燥气体，清除氧气。
4.对于高温的加热装置和反应容器，需要进行适当的隔热和防护，以免烫伤操作人员或造成破坏。
描述co还原氧化铁的实验现象
描述co还原氧化铁的实验现象在调查铁氧化物解氧化反应的化学过程中，CO还原氧化铁实验现象是一个需要考虑的重要因素。
CO还原氧化铁是一种分子氧化物的解氧化反应，其关键反应为：CO + 3Fe2+→ 2Fe3+ + CO2。
实验中，CO2的形成是一个明显的现象，因此，描述CO还原氧化铁的实验现象是非常重要的。
首先，CO还原氧化铁实验的基本组成是：铁(II)氧化物溶液、CO和NaOH溶液。
在实验中，铁(II)氧化物溶液可以通过水热实验法获得，CO需要通过反应CO2溶液和铬(VI)氧化物溶液才能获得。
然后，将这些溶液混合放入实验瓶中进行反应，原料完全混合后，可以看到颜色从暗色转变成白色，根据化学原理，可以解释为Fe2+(暗色)慢慢转变成Fe3+ (白色)，CO2的产生同时也可以被发现。
此外，描述CO还原氧化铁的实验现象还可以用光谱仪观察，实验中溶液的颜色可以用可见光谱仪检测，CO2的产生可以测量出其中的二氧化碳分因子。
仪器测定的结果可以看出，随着反应时间的延长，Fe应变的比例越来越大，而CO2的产生同时也越来越明显。
最后，可以通过实验技术来考察CO还原氧化铁的实验现象。
实验中，可以用高温金属坩埚为实验装置，将CO、铁(II)氧化物溶液和NaOH溶液混合放入坩埚，再放入炉中进行提炼，实验结束后可以看到，原料完全混合后，炉内的气体发生变化，由白色转变成发灰色，它就是CO2，可以得出结论：CO还原氧化铁反应发生了。
以上就是描述CO还原氧化铁的实验现象的相关内容。
本实验通过表征反映了CO还原氧化铁反应的现象，可以有效研究这一反应的热力学与动力学特性，从而加深对CO2及其在大气中重要作用的理解，以便改进现有的气候变化模型，促进更好的气候变化管理策略的制定。
实验装置改进
一氧化碳还原氧化铁的实验改进和田师范专科学校生化系 2009级一班黑宝珠（107650903130）一氧化碳还原氧化铁的演示实验是九年级化学的必做实验，人教版义务教育课程标准实验教科书第八单元中，一氧化碳还原氧化铁的演示实验（图8-20）存在两处不足：一是仪器较多，装置繁琐，影响了学生对实验重点的观察；二是在加热前需要用较多的CO排除加热管中的空气，此时又不能对尾气做燃烧处理，导致有毒的CO气体排放到空气中，造成污染。
针对上述问题，我们在实际的实验教学中，进行了以下改进。
一、改进实验目的将繁琐的实验装置进行有效的简化与重组，把一套复杂的联动实验，分割成几个独立的小实验，使实验操作简便；将有毒的CO始终控制在密封的集气瓶中进行实验操作，不仅便于实验操作和观察现象，而且注重环保、节省与安全。
二、实验仪器及用品仪器：125mL集气瓶、带塞导管、酒精灯、药匙、滤纸、磁铁；药品：氧化铁、CO、澄清的石灰水。
三、改进实验装置图四、实验说明1. 事前取一只直径大小与集气瓶口径匹配的橡胶塞，用打孔器打一直径约4毫米的孔至三分之一深度，将一根短玻璃导管的一端固定在橡胶塞中；用玻管在氧化铁粉末中上下插几下，管内就会留有一段氧化铁，用纸擦去管外壁上的氧化铁粉末。
2. 用排澄清石灰水的方法收集一瓶CO气体，并在瓶内预留少量澄清石灰水，盖上玻片备用（可用图1所示的装置制取）。
※3.我们将实验所得的被磁铁吸引的“黑色粉末”与还原性铁粉做了进一步的对比，分别加入稀盐酸后，都能产生小气泡。
五、实验操作1.实验时，手持橡胶塞将装有适量氧化铁粉末导管的一端在酒精灯上灼烧至红热后（如图2），迅速插入装有CO的集气瓶中（如图3），待玻璃导管冷却后取下橡皮塞，并用玻片盖住集气瓶口；2.将玻璃导管中的固体用火柴梗戳出，转移到滤纸上；3.将磁铁靠近滤纸上方，有黑色粉末被磁铁吸引，说明有铁生成；振荡集气瓶中的石灰水，观察到澄清的石灰水变浑浊，说明有CO2生成；4.点燃瓶内剩余的CO气体作尾气处理。
一氧化碳还原氧化铁实验现象
一氧化碳还原氧化铁实验现象
一氧化碳还原氧化铁的实验
【实验步骤】
1、先通入一氧化碳一段时间(目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时玻璃管内的一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸)；
2、点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
3、熄灭酒精喷灯，继续通一氧化碳直至装置冷却(防止刚生成的铁在高温下又与氧气反应，使实验失败)；
4、停止通入一氧化碳。
此实验步骤可以概括为：通、点、熄、停。
【实验现象及发生反应的化学方程式】
红色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。
发生反应的化学方程式：Fe2O3+3CO=高温高温=2Fe+3CO2 澄清石灰水变浑浊。
发生反应的化学方程式：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【尾气处理】
由于一氧化碳有毒，是一种空气污染物，故要进行尾气处理，防止其污染空气。
处理方法有：1、收集法(在图中C处系一个气球收集尾气或在C 处用排水集气法收集尾气)；
2、燃烧法(如上图所示，在C处点燃一盏酒精灯，使CO燃烧)。
【生成物的检验】
二氧化碳的检验：用澄清石灰水检验。
若图中B处澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。
铁的检验：1、用磁铁吸引。
若生成物能被磁铁吸引则说明生成了铁。
2、用稀盐酸检验。
将生成物加入稀盐酸中，若有气泡冒出且溶液变成了浅绿色，则说明有铁生成。
一氧化碳还原氧化铁实验的改进
一氧化碳还原氧化铁实验的改进《一氧化碳还原氧化铁实验的改进》实验目的：通过改进氧化铁与一氧化碳的反应实验，在不同条件下进行一氧化碳气体的还原，观察反应产物的变化及实验结果，深入了解一氧化碳与氧化铁的化学反应机制。
实验原理：氧化铁与一氧化碳反应可以得到铁和二氧化碳的产物，反应方程式为：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2实验步骤：1. 准备实验装置：取一个容器，底部放置一块氧化铁，上方设置一氧化碳进气口和二氧化碳排气口。
2. 调整反应条件：可以通过改变气体流量，温度和反应时间等因素，来控制反应过程。
3. 实施实验：开启氧化铁加热，使其达到一定温度；同时通过一氧化碳进气口输入一氧化碳气体，保持一定流量，观察实验过程中的颜色和气体情况。
4. 停止实验：根据实验设定的时间或者产物颜色的变化，停止反应，关闭氧化铁加热，并将气体排出。
实验改进：1. 改变氧化铁的形态：可以尝试使用其他形式的氧化铁，如粉末状、纳米颗粒等，以增加表面积，加快反应速率。
2. 调整反应温度：通过改变反应温度，可以探索不同温度对反应速率和产物生成的影响。
3. 更改反应时间：延长或缩短反应时间，以观察反应过程中产物的变化情况。
4. 使用催化剂：添加合适的催化剂，如金、银等，可以提高反应速率和效果。
5. 引入吸附材料：在实验装置中加入适当的吸附材料，可以吸附产物二氧化碳，以增加产物收集的准确性。
实验结果与讨论：通过以上的改进措施，可以提高实验的灵敏度和效率。
在不同条件下进行实验观察，可以获取更多的数据，从而更加详细地了解一氧化碳与氧化铁的反应机制。
此外，对实验结果的分析和讨论也可以探索一氧化碳还原氧化铁反应在工业生产上的潜在应用和机遇。
通过改进一氧化碳还原氧化铁实验的方法，可以更加全面深入地研究该化学反应，为相关领域的实际应用提供理论和实验基础。
12 详解还原氧化铁
优点：节能，并能将尾气用于其它实验。
尾气处理装置
改进装置——习题检验法
例1：2011年是国际化学年（IYC2011），其宗旨是“增进 公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研 究化学”．某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还 原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（K1，K2是活 塞）：
改进装置——习题检验法
例2：钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周 中，某校兴趣小组的同学在老师指导下用干燥纯净的一氧化 碳还原氧化铁，实验装置如下图：
A
B
C
D
E
F
其中A是实验室用草酸（H2C2O4）和浓硫酸加热制取一氧化 碳的气体发生装置，产物为放出两种气体：CO2、CO。请回 答下列问题:
临空火焰 是由于酒精蒸气和空气的流量过 大，火焰临空燃烧。当引燃的火柴熄灭时，它 也立刻自行熄灭。
侵入火焰 则是由于酒精蒸气流量小，空气
流量大，结果酒精蒸气不是在管口燃烧而是在 管内燃烧，并发出“嘘嘘”的响声。
临空火焰 侵入火焰 不正常火焰
座式酒精喷灯的使用
d.喷灯连续使用不能超过半小时，如果超过半小时， 必须暂时熄灭喷灯，待冷却后，添加酒精再继续使用。 e.用毕后，用石棉网或硬质板盖灭火焰，也可以将 调节器上移来熄灭火焰。若长期不用时，须将酒精壶内 剩余的酒精倒出。 f.若酒精喷灯的酒精壶底部凸起时，不能再使用， 以免发生事故。
干燥一氧化碳气体 。 。 、 处理尾气CO 。
（3）E装置中的实验现象是 红色粉末变成黑色 （4）F装置的作用是 证明反应生成了二氧化碳
再见啦
高温
防止CO污染空气 。 ③在e处点燃气体的目的是____________________
《碳和碳的氧化物》2022年中考化学试题分项详解(苏州专用)(附答案)
专题09 碳和碳的氧化物1．（2016江苏苏州中考）下列关于二氧化碳的说法不正确的是（）A．二氧化碳有毒B．二氧化碳常用于灭火C．干冰可用于人工降雨D．光合作用会消耗二氧化碳【答案】A【解析】A、二氧化碳不能供给呼吸，能使人窒息死亡，但本身没有毒性，选项A错误；B、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可用于灭火，选项B正确；C、固体二氧化碳叫干冰，干冰升华能吸收大量热量，可用于人工降雨，选项C正确；D、光合作用的原料是二氧化碳和水，因此光合作用会消耗二氧化碳，选项D正确。
故选A。
2．（2019江苏苏州中考）将草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃）隔绝空气加热，得到的混合物经充分冷却后，残余气体M（CO、CO2中的一种或两种）。
为探究M的成分，设计如图所示实验。
下列说法不正确的是（）A．若甲试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO2B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含COC．若装置甲、乙位置互换，则无法判断M中是否含有COD．若加热所得混合物不经充分冷却，则M中可能混有草酸蒸气【答案】C【解析】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳。
A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若甲试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO2，故A正确；B、丙中固体变黑是因为和一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，故B正确；C、若装置甲、乙位置互换，二氧化碳会被氢氧化钠溶液吸收，甲中澄清石灰水无变化，则无法判断M中是否含有CO2，故C不正确；D、草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃，如果温度没有冷却到150℃以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D正确。
故选C。
3．（2020江苏苏州中考）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。
下列说法正确的是（）A．实验时应先点燃酒精灯后通COB．充分加热，a处固体由黑色变为红色C．b处可用澄清石灰水检验生成的CO2D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO【答案】C【解析】A、由于CO是可燃性气体，实验时要先通CO排出管内空气，再点燃酒精灯，故错误；B、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体有红色变为黑色，故错误；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，故正确；D、一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应，不能用氢氧化钠溶液吸收CO，故错误。
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主讲学校：成都嘉祥外国语学校成华校区
主讲人：胡利
教材实验装置设计
实验现象
玻璃管中： _________________ 试管中： _________________
导管末端：
________________
实验现象
玻璃管中： 红色固体变黑 _________________ 试管中： 石灰水变浑浊 _________________
导管末端：
产生蓝色火焰 ___置的气密性 D.给玻璃管药品加热 G.停止点燃尾气
B.加入药品
C.点燃处理尾气的酒精灯
F.停止通入CO
E.向玻璃管通入CO; H.停止给药品加热
实验步骤
A.检查装置的气密性 D. 给玻璃管药品加热 G.停止点燃尾气
B.加入药品
C.点燃处理尾气的酒精灯
F.停止通入CO
E.向玻璃管通入CO; H.停止给药品加热
正确顺序： A
B
C
E
D
H
F
G
实验改进
改进优点：
实验改进
安全隐患？
知识总结
知识总结： 尾气处理一氧化碳的方法有: