3.1 铁及其化合物2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册）

第一节 铁及其化合物 第三章 铁 金属材料 湖北省利川市第一中学 地壳中的元素含量 铁在地壳中含量仅次于氧、硅、铝，排第四位 人体血液中的血红蛋白 2 铁单质的存在 — 陨石 铁元素在自然界的存在 赤铁矿（Fe2O3） 磁铁矿（Fe3O4） 丹霞地貌 东川红土地 3 公元前2500年人类已发现和使用铁 约公元前2000年人类发明了用铁矿石冶炼铁的方法 我国的“铁”文化 甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑 战国时期最大的铁器—长方形铁炉 铁质农具 古代冶铁 5 铁的冶炼 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 C + O2 CO2 高温 【回忆】高炉炼铁主要使用了哪些原料？涉及的化学反应方程式有哪些？ 焦炭、铁矿石、空气等 CO2 + C 2CO 高温 6 1、物理性质 银白色固体 大 高 良好 良好 不如铜铝 颜色状态 密度 熔沸点 延展性 导热性 导电性 一、铁的单质 思考讨论 物质 化学方程式 非金属 单质 O2 Cl2 S 酸 HCl 盐 CuSO4 2、 化 学 性 质 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 点燃 Fe + S FeS ∆ Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑ Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 3Fe + 2O2 Fe3O4 点燃 【思考】在上述反应中，铁的化合价变化有何异同？为什么会有这样的变化？ Fe Fe2+ Fe3+ 弱氧化剂 强氧化剂 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，这是为什么？ 常温下，铁与水是不反应的。 那么，在高温下，铁能否与水发生反应？ 【活动】结合所学知识，预测铁与水蒸气反应的产物，并说明你的预测依据。 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 黑色 黑色 红棕色 黑色 白色 红褐色 受热 不分解 受热 不分解 受热 不分解 受热 不分解 不稳定 500 ℃ 分解为Fe2O3 【实验】铁粉与水蒸气的反应 10 铁与水蒸气反应实验 实验现象：加热时玻璃管内铁粉红热，点燃产物气体能安静地燃烧。 反应原理： 实验结论： 铁能与水蒸气发生反应，生Fe3O4与氢气。 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 高温 【思考1】湿棉花的作用？ 为反应提供水蒸气 【思考2】先点燃哪一个酒精灯？ 加热湿棉花的 【思考3】肥皂液的作用？ 收集H2 12 【小结】金属与水的反应 【思考】结合已学知识对比钠和铁与水反应的条件和程度有何差异？金属与水反应的本质是什么？ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu …… 与冷水剧烈反应生成 碱和氢气 与热水反应生成 碱和氢气 不与水反应 高温下与水蒸气反应生成 氧化物和氢气 Fe3O4 FeO 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 —— 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 水溶性 不溶 不溶 不溶 二、铁的氧化物 Fe2O3 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 类别 碱性氧化物 碱性氧化物 特殊氧化物 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与非氧化性酸反应 FeO + 2H+ ＝ Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ ＝ 2Fe3+ + 3H2O 6FeO + O2 ＝ 2Fe3O4 △ FeO·Fe2O3 Fe3O4 + 8H+ ＝ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 与氧化性酸反应 与还原性酸反应 氧化性 高温时，都能与C、CO、H2反应，被还原生成Fe 3FeO + NO3- + 10H+ ＝ 3Fe3+ + NO↑+ 5H2O Fe2O3 + 2I- + 6H+ ＝ I2 + 2Fe2+ + 3H2O 【用途】 Fe2O3 炼铁原料、油漆或涂料 Fe3O4 炼铁原料、磁性材料、 催化剂（铁触媒）等 红褐色沉淀 →灰绿色沉淀 →红褐色沉淀 白色沉淀 Fe3+ + 3OH- ＝ Fe(OH)3↓ Fe2+ + 2OH- ＝ Fe(OH)2↓ 三、铁的氢氧化物 Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成了红褐色的Fe(OH)3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3 实验室在制备Fe(OH)2时应防