实验:铁的燃烧

铁是一种相对较为活泼的金属，它可以和一些非金属元素发生化合反应，一些反应中可以燃烧——发光、放热的剧烈氧化反应。

原料

试剂	纯度	厂家	外观
铁丝			银白色金属丝
还原铁粉	AR，98.0%	国药	银白色粉末
升华硫	CP，99.5%	天津市福晨化学试剂厂	黄色粉末
高锰酸钾
盐酸
二氧化锰
过氧化氢，30%

铁和氧气的反应

铁丝在氧气中的燃烧

在空气中加热铁丝，铁丝发红，此时只发生氧化反应而不能燃烧。如果要在空气中燃烧铁，可以选用还原铁粉接触火焰，即可看到其燃烧。或者加热草酸亚铁，使之分解为极细的“自燃铁粉”，这种铁粉一接触空气便会自燃。极细的铁丝也能被点燃，如可以用火点燃钢丝绒，或者仅用9V电池与其接触就能让它燃烧。不过，钢丝绒表面有一种有机物质涂层，它在燃烧时会有烧焦的气味。

铁可以在纯氧中燃烧，火星四射并发出耀眼白光。纯氧可用10%的过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下进行分解反应来制备，为获得较为纯净的纯氧，可以选用排水集气法：

2 H₂O₂ —^MnO₂→ 2 H₂O + O₂↑

用铁丝的一段绑住一小节火柴棒（不宜太多，否则木棒在氧气中燃烧会消耗过量的氧气），另一端用镊子或坩埚钳夹住，在酒精灯上点燃木棒，迅速伸入装有氧气的集气瓶中，铁丝被引燃后即看到铁丝的燃烧，火星四射，发出耀眼白光并放出大量热，生成熔融的灰黑色产物（可能会滴下，因此要在集气瓶下部放少量沙，以防冷热不均而炸裂；放水的效果不一定好）。

3 Fe + 2 O₂ —^点燃→ Fe₃O₄

有文献指出燃烧时火星四射的现象源自于铁中含有的碳等杂质。

铁和氯气的反应

铁在氯气中燃烧

将多根铁丝缠在一起，用坩埚钳夹住在酒精灯火焰上灼烧，待烧红后迅速深入装有氯气的集气瓶中，可以观察到铁丝立刻燃烧，产生棕黄色的烟并放热：

2 Fe + 3 Cl₂ —^点燃→ 2 FeCl₃

氯气是强氧化剂，可以将铁氧化至+3价。氯气可由高锰酸钾和盐酸的反应制备，收集方法为排空气法。

反应结束后，在集气瓶底部加少量水并震荡，可以得到黄色的氯化铁溶液。

铁和硫的反应

将升华硫与铁粉按化学计量比均匀混合（铁粉略过量），可以摆成一些笔画连续的文字，将玻璃棒的一端加热一段时间后，立刻与混合物相接触，可以发现铁粉在硫中燃烧，发出红光，从一头烧到另一头，并伴有硫燃烧的为弱蓝光。反应生成黑灰色的块状固体。

Fe + S —^Δ→ FeS

S + O₂ —^点燃→ SO₂（副反应）

注意事项

实验安全

氯气属于剧毒物质，实验时应在通风橱内完成。如不慎少量吸入或有较多泄漏，应立刻撤离至室外呼吸新鲜空气，若有不适，需要立刻就医。

燃烧是放热反应，应避免烫伤。且需要注意远离可燃物区域。

药品安全

硫、高锰酸钾和过氧化氢（浓度超过8%的）在中国大陆属于易制爆类特殊危化品，盐酸和高锰酸钾在中国大陆属于易制毒类特殊危化品，购买与使用应遵守当地法律法规。

硫应避免与强氧化剂直接混合，否则容易发生爆炸。