碳与氧化铁的反应

实验目的

认识碳在高温下还原氧化铁的反应，理解碳的还原性。

实验原理

碳在高温下与氧化铁反应，生成铁和二氧化碳：2Fe₂O₃ + 3C =高温= 4Fe + 3CO₂↑。碳得到氧被氧化，氧化铁失去氧被还原，碳具有还原性。二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊：CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。

实验器材

• 氧化铁粉末
• 木炭粉
• 硬质试管
• 带导管的单孔橡胶塞
• 澄清石灰水
• 酒精喷灯
• 铁架台
• 药匙

实验步骤

1. 将干燥的氧化铁粉末与木炭粉充分混合，装入硬质试管。
2. 试管口略向下倾斜固定在铁架台上，导管插入澄清石灰水。
3. 用酒精喷灯先预热，再集中加热药品部位。
4. 观察试管内粉末颜色和石灰水的变化。
5. 反应结束先将导管移出石灰水，再熄灭酒精喷灯，冷却。

实验现象与结论

红棕色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊。说明氧化铁被碳还原生成了铁，同时生成了二氧化碳。

注意事项

• 先撤导管再熄灯，防止石灰水倒吸使试管炸裂。
• 试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流。
• 酒精喷灯温度很高，注意防烫并按规范使用。
• 药品需干燥混匀，反应后冷却再处理。

常见问题

碳与氧化铁反应的化学方程式是什么？

2Fe₂O₃ + 3C =高温= 4Fe + 3CO₂↑。

为什么实验结束要先撤导管再熄灯？

熄灯后试管内气压降低，石灰水可能倒吸进热试管，使试管炸裂。