碳還原氧化鐵實驗的研究

文章編號:1005-6629(2010)10-0015-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:C

人民教育出版社出版的《義務教育課程標準實驗教科書 化學九年級上冊》第108頁介紹了焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來。為了增加學生的感性知識，在教學中可以增加碳還原氧化鐵的實驗。

1實驗步驟

(1)把木炭放在研缽里，研磨成極細的粉末。按1∶5的質量比稱取木炭和三氧化二鐵，放在研缽里攪拌、研磨，使兩者充分研細混勻，得到暗紅色的固體混合物。

用磁鐵放在固體混合物的上放，無明顯的磁力吸附現(xiàn)象。

(2)取干燥的硬質小試管，在試管里加入一小藥匙(約2 g)暗紅色的固體混合物，組裝成如圖1所示的裝置，用帶有防風燈罩的酒精燈先均勻加熱試管尾部，然后集中加熱固體混合物部分。

(3)隨著反應的進行，有氣體產(chǎn)生，可使澄清的石灰水變渾濁，說明反應生成了二氧化碳氣體。

(4)3～5 min后，反應物混合物發(fā)紅。可以停止加熱，立即夾緊彈簧夾。讓試管內的固體在二氧化碳氣氛中逐漸冷卻到室溫。然后，取下試管，可見試管內的固體由暗紅色變?yōu)楹谏?/p>

(5)用磁鐵在橫放試管固體混合物的上放，可以看見有部分黑色粉末被磁鐵吸引上來。

取出部分反應后的固體混合物，放入小試管里，加入少許稀鹽酸，有氣體產(chǎn)生。用橡膠塞蓋在試管口一會，再拿開橡膠塞，立即用燃燒的木條放在試管口，能產(chǎn)生爆鳴聲。說明反應確實有單質鐵產(chǎn)生。

2交流討論

做好碳還原氧化鐵的實驗需注意下列諸要素:

(1)木炭材料。使用飯店燒烤用的質地比較硬的，有一定光澤度的木炭。

(2)碳與氧化鐵的質量比。 我們通過實驗認為:用干燥的木炭粉和三氧化二鐵粉，其質量比例在1︰4至1︰6時，都能取得良好的效果。

(3)充分混合研磨木炭和氧化鐵粉末。按照干燥的木炭粉和氧化鐵粉質量比1︰5比例稱好后，放在研缽里反復研磨，讓固體混合物混合均勻，研磨成很細的粉末，放在試劑瓶里備用(要密封好)。

用高溫酒精燈加熱。向實驗室里普通酒精燈里加入95%酒精，再在酒精燈上加上酒精燈防風罩，則加熱時可以達到讓碳與三氧化二鐵反應所需要的溫度。

碳還原氧化鐵的實驗，特別是產(chǎn)生的鐵粉可以用磁鐵來檢驗，比碳還原氧化銅實驗更易引起學生興趣。碳還原氧化鐵的實驗，操作簡單、現(xiàn)象明顯、效果好，能讓學生在實驗探究中體驗科學探究的過程，充分調動學生的學習積極性，激發(fā)學生的學習熱情和實驗探究的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。