一氧化碳还原氧化铁的实证探索与教学思考

实验1取少量黑色粉末放人试管里，注人约5mL水，然后用胶头滴管沿着试管壁缓慢注人浓盐酸—让溶液的酸度(酸的浓度)逐渐增大，你会发现，黑色粉末只可能在热的酸溶液中逐渐溶解，溶液显橙黄绿色(生成FeCl₃,FeCl₂，但自始至终都没有明显的氢气泡产生。

实验2三个试管里都注人2ml, CuS0₄的浓溶液。第一个试管用作对比观察，第二个试管用几滴硫酸把CuSO₄溶液酸化，第三个试管用水稀释1~2倍成更稀的CuS0₄溶液，然后分别加人相同量的黑色粉末，振荡，静置观察。你又会发现，三个试管中都没有红色的Cu被转换出来。而且溶液的颜色也没有明显的变化，磁铁仍然可以从试管外明显感应(动)试管内的黑色粉末，这说明黑色粉末没有跟CuSO₄,溶液发生置换反应。

实验3在酒精灯的外焰上平放一块铁丝网，当灯焰把铁丝网烧呈红热状态时，把黑色粉末撒在红热的铁丝网上，可见黑色粉末在空气中燃烧呈棕红色火焰后，变成了红色粉末(Fe2O3)。

实验4把黑色粉末铺放在一条宽约2cm，长约10cm-15cm的纸槽内(粉末不能断续)，当点燃纸条的一端，粉末会被明火引燃，由始端燃烧至终端后，也变成红色粉末(Fe₂O₃) .

既然反应后的黑色粉末不具有单质铁的性质，那它就不是单质铁，这就说明，在实验室酒精灯(不是酒精喷灯)加热(4oo℃--500℃)的温和条件下，CO和H₂等还原剂不可能把Fe₂O₃，中的铁最终还原成单质态Fe。这个事实从另一个角度证明了CO还原Fe₂O₃是逐步进行的。在用酒精灯加热的温和条件下，在邮Fe₂O₃ —Fe₃O₄ —FeO — Fe的过程中，完成①是绝对的多，完成②是相对的少，而要大量实现③，那几乎是不可能的。

3、黑色物质化学成分的理性探讨

首先说，Fe₂O₃被CO还原是有条件的。下面是Fe₂O₃ —Fe₃O₄、Fe₃O₄ —FeO、FeO——Fe和C —CO的埃林汉姆图。

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