一氧化碳还原氧化铁化学方程式
一氧化碳还原氧化铁是工业上高炉炼铁的核心反应，其化学方程式为：3CO + Fe₂O₃ → 2Fe + 3CO₂。这是一个氧化还原反应，其中一氧化碳（CO）作为还原剂，夺取氧化铁（Fe₂O₃）中的氧，自身被氧化为二氧化碳（CO₂），而氧化铁中的铁元素则被还原为单质铁（Fe）。该反应通常在高温条件下进行，是高炉中将铁从其氧化物矿石中提取出来的关键步骤。
反应原理与条件
从微观角度看，该反应的本质是氧原子的转移。一氧化碳分子在高温下与氧化铁接触，碳原子与氧化铁中的氧原子结合，生成二氧化碳气体离开反应体系，从而破坏了氧化铁的稳定结构，释放出金属铁。反应需要持续的高温（通常在700℃以上）以确保足够的反应速率和还原性。在实际高炉生产中，反应是分步进行的，氧化铁会先从Fe₂O₃被还原为Fe₃O₄，再到FeO，最终生成Fe。同时，一氧化碳通常由焦炭在炉内不完全燃烧产生，为整个流程提供还原剂和热量。
工业应用与安全注意
这一反应方程式不仅是化学课本中的重要知识点，更是现代钢铁工业的基石。通过此反应，人类得以大规模生产生铁，进而加工成各种钢材。然而，必须高度重视安全问题。一氧化碳是一种无色无味的有毒气体，能与血红蛋白结合导致人体缺氧。在实验室演示或工业生产中，必须确保装置气密性良好，并对尾气中的未反应一氧化碳进行点燃处理或收集，防止其泄漏到空气中造成中毒或污染环境。