火上浇油——铁屑烧毁了铁货船(铁在氧气中燃烧的化学方程式)

奇奇放学回到家,便问爸爸说:“爸爸,今天自然老师告诉我们,说铁也能够燃烧,是这样吗?”

火上浇油——铁屑烧毁了铁货船(铁在氧气中燃烧的化学方程式)插图

爸爸回答说:“是的!铁是能够燃烧的,它不但能在纯氧环境中燃烧,而且还能在空气中燃烧,有时甚至还会发生自燃。”

奇奇觉得不可思议,问:“铁怎能够燃烧呢?”

铁的元素符号是Fe,它是柔韧而有延展性的银白色金属,并且是日常生活中较为常用的一种金属。然而,大家见到的金属铁都是黑色的,这是因为大家所见到的金属实际上是铁的氧化物。

铁在地壳中的含量非常丰富,是第二高的金属元素。同时,它是可以燃烧的,并且在适宜的条件下,甚至可以自燃。几十年前,在日本曾经发生过这样一件事情。

1968年元月的一天,在日本大阪市的一个工厂码头,一艘装载有400吨铁屑的货船突然发生自燃着火。和普通的物质着火不同,铁屑着火看不到明火,但是靠近船体,能感觉到有强烈的热量散发出来。另外,在船舱内,如果用遮光保护眼镜则能够看到铁屑的白热状态。

火上浇油——铁屑烧毁了铁货船(铁在氧气中燃烧的化学方程式)插图1

船长非常着急,立刻从海中抽水灌往船舱,试图去扑灭铁屑的自燃。然而,这时却听到了爆炸声。

船长急忙停止了往船舱灌水,决定把铁屑全部浸沉在水中。

然而,当铁屑卸货后在地面上铺开时,又开始燃烧起来,并引起了更大的火灾。

船舱里的铁屑为什么能够发生如此激烈的自燃反应呢?

原来,这是海水、水蒸气及氧气共同作用的结果。铁与水反应会放出大量的热量,同时铁与氧气反应也会放出大量的热。同时,海水中的氯化物又不断破坏铁表面的氧化膜,使反应迅速不断地进行并放热,密闭在船舱中的铁屑在达到一定的温度之后终于自燃起来,燃烧反应也越发升级。当达到了一定程度之后,甚至会发生爆炸。

奇奇听完这一切之后,担心地说:“那我们平时接触到那么多的铁,会不会也会发生燃烧呢?”

爸爸笑着回答说:“不会的。铁自燃只发生在特定的环境下。虽然,我们平时接触到的铁也在与氧气进行着反应,但是反应速度比较慢,甚至让人都觉察不出来,而反应放出的热量也就微乎其微了。”

铁屑在一定的条件下,会发现自燃现象。由此可见,在做任何工作时,都应拥有一些化学常识,以及时地检查并排除自燃事故的隐患,防患于未然。科学小链接:

铁在干燥空气中很难跟氧气反应,但在潮湿空气中就很容易发生腐蚀,若在酸性气体中腐蚀更快。因此,为减缓铁氧化的速度,需要将其存放在干燥的环境中。

铁在氧气中燃烧的化学方程式

铁通常有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)三种氧化物,且能在不同条件下生成不同的氧化物。Fe和O2直接反应,在不超过570℃时灼热,生成物是Fe3O4;温度高于570℃时,生成的是FeO;Fe和O2直接化合,很难生成Fe2O3,当温度高达1300℃时,生成的FeO才可以进一步氧化生成Fe2O3。
3Fe+2O2(点燃)==Fe3O4(蓝黑色)
4Fe+3O2(570℃以上)==2Fe2O3(红色)
2Fe+O2(高温)==2FeO(铁过量)

另外铁在干燥空气中不易与氧气发生反应。

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