3.1铁及其化合物 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 第一节 铁及其化合物 一、铁元素在自然界中的存在形态 人类最早使用的单质铁,是来自太空的 。但主要是以 的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于 。 陨铁 陨铁 ＋2价和＋3价化合物 氧、硅和铝，居第四位 一、铁的物理性质 纯铁具有金属的共性，银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性。 1.共性： 2.特性： 铁能被磁铁吸引，具有铁磁性。 熔点 1538℃、 沸点 2750℃ 密度 7.86g/cm3 【例题1】下列关于铁的叙述，错误的是(　　) A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁铁吸引 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化 C 铁的单质 元素价态 化学性质 铁与弱氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应：生成＋2价铁的化合物 铁与强氧化剂(如氯气等)反应：生成＋3价铁的化合物 铁单质只具有还原性 表现出较强的还原性 （一）在一定条件下与非金属单质反应、非氧化性酸和盐溶液反应 (1)与O2反应 现象： 铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。 点燃: 常温： (2)与Cl2反应 现象： 剧烈燃烧，火星四射。 剧烈燃烧，生成棕红色的烟。 (3)与S反应 氧化性：Cl2 > S 1.与非金属单质反应 非氧化性酸 氧化性酸 浓硫酸 浓硝酸 稀硝酸 钝化：常温下形成一层致密的氧化膜 与酸反应 3、铁和盐溶液的反应 牛刀小试 例1：下列说法正确的是(　　) A.Fe比Al活泼 B.Fe与盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ C.铁与CuSO4溶液反应可置换出铜 D.Fe不能与H2O反应 C 方法 方法一(实验改进) 方法二 实验装置 气体检验 用小试管C收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 铁在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为 3Fe＋4H2O(g) ====Fe3O4＋4H2 高温 现象： 加热时试管内铁粉红热，生成黑色固体，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。 实验注意点： ①试管口略向下倾斜； ②酒精灯先加热湿棉花，有水蒸气后，再点燃酒精灯加热还原铁粉； ③加热一段时间后再将导管插入到肥皂水中； ④结束时，先撤导管，再移酒精灯。 思考：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具前，模具必须进行 充分干燥的处理，不得留有水，这是为什么？ 三、铁的氧化物 赤铁矿Fe2O3 01 方铁矿FeO 02 磁铁矿Fe3O4 03 自然界中的铁主要是以化合物的形态存在于矿石中 1. 物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 矿石 颜色状态 ____色粉末 ____色粉末 ____色晶体 化合价 溶解性 用途 铁红 磁性氧化铁 赤铁矿 磁铁矿 +2 +3 +2，+3 不溶于水 红色油漆和涂料 炼铁原料 黑 红棕 黑 方铁矿 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 稳定性 空气中受热生成Fe3O4 稳定 氧化物类型 碱性氧化物 复杂氧化物 氧化性 FexOy＋yCO＝xFe＋yCO2 铁红 磁性氧化铁 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应 ②FeO、Fe2O3、Fe3O4与稀硝酸反应 3FeO+10H++NO3-=3Fe3++ NO +5H2O Fe3O4＋8H+==2Fe3+＋Fe2+＋4H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++ NO +14H2O 例2：下列说法正确的是（ ) A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3 C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物 C 铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 　　　　固体 　 　　固体 与盐酸反应 受热分解 制法 可溶性亚铁盐与强碱溶液反应: 可溶性铁盐与强碱溶液反应: 二者的关系 在空气中, Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是　　　色絮状沉淀迅速变成　　　　色,过一段时间后还会有　　　　色物质生成,反应的化学方程式为 白色 红褐色 Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓ 氢氧化铁Fe(OH)3 红褐色絮状沉淀 氢氧化亚铁Fe(OH)2白色沉淀 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀 反应原理 Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 　　　　固体 　 　　固体 与盐酸反应 受热分解 制法 可溶性亚铁盐与强碱溶液反应: 可溶性铁盐与强碱溶液反应: 二者的关系 在空气中, Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是　　　色絮状沉淀迅速变成　　　　色,过一段时间后还会有　　　　色物质生成,反应的化学方程式为 白色 红褐色 Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓ 白 灰绿 红褐 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 问题：刚才的实验我们发现，白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化，那么，在实验室里怎么得到Fe(OH)2？ 探究：Fe(OH)2的制备 Fe(OH)2被氧化原因 改进方法 改进装置 反应试剂中溶有氧气 试剂与空气接触 ①配制溶液的蒸馏水要煮沸 ①在FeSO4溶液液面上加几滴煤油（苯、植物油）形成液封（隔绝空气）； 在容器内充满H2等气体。 ②将胶头滴管伸入到液面以下再挤出NaOH溶液 ②在新制FeSO4溶液中加铁粉 将NaOH溶液煮沸。 【问题探究】(1)请分析改进后的装置①②③为什么能较长时间观察到白色沉淀。 实验台上两瓶失去标签的FeCl2溶液和FeCl3溶液，如何鉴别它们？ Fe2＋:浅绿色 Fe3＋:棕黄色 直接观察法 问题探究 —FeCl3 溶液 —NaOH溶液 白色 灰绿色 红褐色 加入沉淀剂法 原理：利用可溶性的Fe3+盐、Fe2+盐和碱溶液反应制得Fe(OH)3和Fe(OH)2 红褐色 FeCl3溶液 FeCl2溶液 溶液变成红色 滴加KSCN溶液 无明显现象 滴加KSCN溶液 红色 可用KSCN溶液检验Fe3+ 【实验3-2】 说明Fe2+与KSCN溶液不反应 【实验3-3】在盛有2mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又发生什么变化。 二、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 向氯化铁溶液中加入铁粉，发现溶液的黄色褪去，再加入硫氰化钾溶液，发现溶液无变化，这说明铁粉将铁离子还原为亚铁离子 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 向其中滴加氯水，发现溶液变为红色，说明氯水将亚铁离子氧化为铁离子 Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl- 铁盐会被较强的还原剂还原为亚铁盐，亚铁盐会被较强的氧化剂氧化为铁盐，两者可以通过氧化还原反应进行相互转化 二、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 【实验3-3】 制作方法：取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。 二、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe 还原剂 氧化剂（如H+、Cu2+等） 还原剂 氧化剂（如Cl2等） Fe2+ Fe3+ 氧化剂（如H2O2、Cl2等） 还原剂（如Fe、Cu、维生素C） Lavf58.20.100 $$