初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn):一氧化碳還原氧化鐵

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


氧化鐵自身具有氧化性,我們可以用一氧化碳還原氧化鐵。
灼熱的氧化鐵可以和氫氣(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有還原性物質(zhì)反應(yīng),生成鐵+X(氧化物)。




實(shí)驗(yàn)室一氧化碳還原氧化鐵:

反應(yīng)原理:3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
裝置:


現(xiàn)象:紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏怀吻迨沂儨啙,尾氣燃燒時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色火焰。

實(shí)驗(yàn)步驟:
a.檢驗(yàn)裝置的氣密性
b.裝入藥品并固定裝置
c.通入一氧化碳?xì)怏w并點(diǎn)燃酒精燈
d.待裝置內(nèi)的空氣全部排盡后點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱
e.當(dāng)試管內(nèi)的紅色粉末變?yōu)楹谏珪r(shí),停止加熱
f.待玻璃管內(nèi)的固體冷卻后,停止通一氧化碳,并熄滅酒精燈

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:紅色的氧化鐵被一氧化碳還原成單質(zhì)鐵,一氧化碳在高溫條件下得到了氧,生成了二氧化碳。

化學(xué)反應(yīng)方程式:
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
2CO+O22CO2

注意事項(xiàng):
a.反應(yīng)條件:高溫;若無(wú)灑粉噴燈可在酒精燈火焰上加一個(gè)金屬網(wǎng)罩。
b.CO有劇毒,實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,未反應(yīng)完的氣體要進(jìn)行尾氣處理;尾氣處理方法有收集法、燃燒法(將CO轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒的CO2)以防止污染空氣。
c.操作順序:CO要“早出晚歸”,灑精噴燈要“遲到早退”。
實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先通入CO,排盡裝置內(nèi)的空氣,防止CO 與空氣混合,加熱時(shí)發(fā)生爆炸;實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入 CO氣體,直到玻璃管冷卻,防止高溫下的鐵與空氣接觸,被氧化。


相關(guān)初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn):S,F(xiàn)e,C,P等物質(zhì)在氧氣中的燃燒

氧化的化學(xué)性質(zhì)很活潑,很多物質(zhì)都能與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

部分物質(zhì)在空氣中和氧氣中反應(yīng)的對(duì)比:

a)碳和氧氣反應(yīng)
方程式:C + O2CO2
現(xiàn)象:劇烈燃燒,發(fā)白光,放熱,生成使澄清石灰水變渾濁的氣體

b)硫和氧氣反應(yīng)
方程式:S + O2SO2
現(xiàn)象:發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰,放熱,生成有刺激性氣味的氣體
注意:實(shí)驗(yàn)前應(yīng)在瓶底放少量水,用來(lái)吸收生成的有毒氣體。

c)紅磷和氧氣反應(yīng):
方程式:4P + 5O22P2O5
現(xiàn)象:發(fā)出耀眼的白光,放熱,生成大量白煙
生成的P2O5是固體小顆粒,現(xiàn)象為白煙,不是白霧。

d)鐵和氧氣的反應(yīng):
方程式:3Fe + 2O2Fe3O4
現(xiàn)象:劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成黑色物質(zhì)
注意:集氣瓶底放一層細(xì)沙或少量水。

e)鎂和氧氣反應(yīng):
方程式:2Mg + O22MgO
現(xiàn)象:劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,放出熱量,生成白色粉末狀固體,有白煙。
注意:不能手持鎂條,應(yīng)用坩堝鉗夾持。

f)石蠟和氧氣反應(yīng)
文字表達(dá)式:石蠟+氧氣水+二氧化碳
現(xiàn)象:劇烈燃燒,放出熱量,發(fā)出白光,如果在火焰上方罩一個(gè)干冷燒杯,
燒杯內(nèi)壁有水珠,生成使澄清石灰水變渾濁的氣體。

煙和霧的區(qū)別:

a)煙:大量固體小顆粒分散在空氣長(zhǎng)產(chǎn)生煙。紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙,是燃燒生成的固體P2O5分散在空氣中形成的
b)霧:大量小液滴分散在氣體中產(chǎn)生霧。打開(kāi)盛濃鹽酸的瓶塞,瓶口有白霧,是揮發(fā)的HCl氣體遇到空氣中的水蒸氣形成了鹽酸小液滴。
a)光:固體物質(zhì)燃燒使發(fā)光。鎂條燃燒發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,木炭在氧氣中燃燒產(chǎn)生白光
b)氣體物質(zhì)和容易氣化的物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生火焰。蠟燭在氧氣中燃燒產(chǎn)生白色的火焰,是石蠟熔化后生成的氣體燃燒而產(chǎn)生的。

描述物質(zhì)在氧氣中燃燒的現(xiàn)象的技巧:

可按三個(gè)順序從三個(gè)方面進(jìn)行:
(1)劇烈燃燒,有什么顏色的光,火焰;
(2)放熱;
(3)生成物的特性


相關(guān)初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn):二氧化碳的制取和收集



二氧化碳的制取和收集:

1.原理和藥品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2

2.裝置:固液混合不加熱
(1)發(fā)生裝置

A裝置為簡(jiǎn)易裝置,不便于加液體;
B,C使用了長(zhǎng)頸漏斗,便于添加液體,使用B、C裝置時(shí)應(yīng)注意,長(zhǎng)頸漏斗下端管日應(yīng)伸入液面以下,防止產(chǎn)生的氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出;
D裝置使用了分液漏斗,便于加酸,還可以利用活塞控制反應(yīng)。
(2)收集裝置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空氣大,所以可采用向上排空氣法收集。
如圖:

3.現(xiàn)象:塊狀固體不斷溶解,產(chǎn)生大量氣泡。

4.檢驗(yàn):把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,若澄清石灰水變渾濁,證明是二氧化碳。

5.驗(yàn)滿(mǎn):將燃著的木條放在集氣瓶口,如果木條的火焰熄滅,證明已集滿(mǎn)。

6.實(shí)驗(yàn)步驟
a.檢查裝置的氣密性;
b.裝入石灰石(或大理石);
c. 塞緊雙孔塞;
d.從長(zhǎng)頸漏斗中加入稀鹽酸;
e.收集氣體;
f.驗(yàn)滿(mǎn)。

7.注意事項(xiàng):反應(yīng)物不能用濃鹽酸、硫酸、因?yàn)闈恹}酸易揮發(fā),會(huì)揮發(fā)出氯化氫氣體,使制得的二氧化碳不純;硫酸不會(huì)揮發(fā),但會(huì)生成硫酸鈣沉淀,沉淀的硫酸根附著在碳酸鈣(或石灰石)表面,使碳酸鈣(或石灰石)與酸的接觸面積變小,最后反應(yīng)停止!



實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的選擇:

實(shí)驗(yàn)室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸鈣)和稀鹽酸制取二氧化碳。
注意:
(1)不能選用稀硫酸,因?yàn)橄×蛩崤c碳酸鈣反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣會(huì)橙蓋在碳酸鈣的表面,阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
(2)不能選用濃鹽酸,因?yàn)闈恹}酸易揮發(fā),得不到純凈的二氧化碳?xì)怏w。
(3)不能用碳酸鈉代替石灰石,因?yàn)榉磻?yīng)太劇烈,產(chǎn)生的氣體難以收集。反應(yīng)速率的快慢與反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和接觸面積有關(guān)。反應(yīng)物的接觸面積越大,反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)速率就越快,反之,則越慢。
各組物質(zhì)反應(yīng)情況如下表所示:

















藥品反應(yīng)速率
塊狀石灰石和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡速率適中
石灰石粉末和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡速率很快
塊狀石灰石和稀硫酸產(chǎn)生氣泡速率緩慢并逐漸停止
碳酸鈉粉末和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡速率很快



相關(guān)初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn):一氧化碳還原氧化銅

氧化銅自身具有氧化性,我們可以用一氧化碳還原氧化銅。
灼熱的氧化銅可以和氫氣(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有還原性物質(zhì)反應(yīng),生成銅+X(氧化物)。



一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn):

1. 實(shí)驗(yàn)器材
鐵架臺(tái)、酒精燈(也可以是酒精噴燈)、試管、導(dǎo)管、雙孔橡皮塞、單孔橡皮塞。 藥品有:氧化銅、澄清石灰水、一氧化碳

2. 化學(xué)反應(yīng)
CO與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為: CO+ 2CuO2Cu + CO2
CO2與Ca(OH)2(澄清石灰水)反應(yīng)的化學(xué)方程式: Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

3. 反應(yīng)現(xiàn)象
①黑色固體變成紅色②導(dǎo)管口有氣泡冒出③澄清石灰水變渾濁

4. 實(shí)驗(yàn)步驟
(1)連接裝置
(2)檢查裝置的氣密性。
(3)點(diǎn)燃加熱尾氣的酒精燈。
(4)通入CO,排除串聯(lián)裝置中的空氣。
(5)加熱CuO。
(6)停止加熱CuO。
(7)通入CO,排凈殘留在串聯(lián)裝置中的空氣。
(8)停止點(diǎn)燃尾氣。
注:①先通入CO一會(huì)兒,是為了防止玻璃管內(nèi)的空氣沒(méi)有排盡,加熱時(shí)發(fā)生爆炸。
②繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止,是為了防止生成的銅重新被氧化為氧化銅、防止澄清石灰水倒流。
總之:"CO早出晚歸,酒精燈遲到早退",也說(shuō)“先通后點(diǎn)防爆炸,先熄后停防氧化!
③用酒精燈點(diǎn)燃是進(jìn)行尾氣處理:防止一氧化碳污染空氣,使人中毒。
注:此試驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行:防止沒(méi)除凈的CO使人中毒。

5. 裝置:



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