3.1.1 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

3.1.1 铁及其化合物 第三章 铁 金属材料 1 铁是世界上使用最广泛的金属 思考：这些材质的主要成分是什么？ 新课导入 铁元素在地壳中的含量排在 ，仅次于 ， 在自然界中的形态有 和 ，即 铁 游离态（单质）：陨铁 化合态：以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中 一、铁元素在自然界中的存在形态 第四位 氧硅铝 是含量第二多的金属元素，是使用最广泛的金属。 游离态 化合态 • 陨铁（单质） • 赤铁矿（Fe2O3） • 黄铁矿（FeS2） • 磁铁矿（Fe3O4） 铁元素除存在于地壳中，还存在于人体血液中的血红蛋白中 常见的铁矿石 铁文化 河南三门峡出土的玉柄铁剑 铁质农具 古代冶铁 战国时期最大的铁器 —长方形铁炉 1.原 料： 焦炭、铁矿石、空气、石灰石 工业上铁的冶炼 2.原理： 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的CO把铁从铁矿石中还原出来。 3.主要设备：高炉 Fe3O4+4CO ====3Fe + 4CO2 高温 (冶炼赤铁矿) (冶炼磁铁矿) Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2 高温 点燃 (1) C + O2 === CO2 高温 (2)C + CO2 === 2CO ⑶ Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 将铁矿石中的SiO2转变为炉渣 ① 产生C0 ；② 提供热量 CaCO3 === CaO + CO2 高温 CaO + SiO2 = CaSiO3 CO、CO2、N2等 铁的冶炼 固体颜色 光泽 熔点 沸点 质地 密度 导电、导热性 延展性 1535℃ 2750℃ 大 (7.86 g·cm-3) 良好 好 【注】铁能被磁铁吸引 银白色 金属 光泽 软 二、铁的物理性质 粉末：黑色 【思考1】为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？ 金属小颗粒能反射光线。小颗粒分布是混乱的，不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，看上去是黑色的。 Fe 物质类型角度 元素价态角度 强还原性 金属单质 +3 强氧化剂 +2 弱氧化剂 与非金属单质反应 与酸溶液反应 与某些盐溶液反应 S、H+、Cu2+等 Cl2等 三、铁的化学性质 ①与O2反应 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈 点燃: 常温： ②与Cl2反应 现象：剧烈燃烧，生成棕褐色烟 ③与S反应 Fe＋S = FeS 现象：生成黑褐色固体 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 Fe2O3·xH2O 1.与非金属单质反应 +2、+3 与盐酸、稀硫酸反应： 2.与酸反应 ①(弱氧化性酸) 常温下,铁遇到浓硫酸、冷的浓硝酸会发生钝化。在表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止进一步的反应,不会腐蚀。化学反应方程式如下: 3Fe+4H2SO4(浓)=Fe3O4+4SO2↑+4H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O Fe+6HNO₃(浓) = Fe(NO3)3+3NO₂↑+3H2O Fe+4HNO3（稀）= Fe(NO3)3+ NO↑+ 2H2O 与硝酸: 浓硫酸反应： ②强氧化性酸 Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu ①与CuSO4溶液反应： 3.与盐溶液反应 曾青得铁则化为铜 Fe＋2Fe3＋ = 3Fe2＋ ②与FeCl3溶液反应 Fe＋2FeCl3= 3FeCl2 铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应： 铁与氧化性较强的氧化剂（如Cl2、O2等）反应： Fe-2e-→Fe2+ Fe-3e-→Fe3+ 【思考】通过前面的学习我们知道钠可以和冷水反应，那么铁是否能与水反应呢？ 常温下，铁不会和水反应 【思考】在钢铁的生产中，在铁水注入模具之前，模具必须要进行干燥处理，这是为什么呢？ 因为高温下，铁和水蒸汽发生反应 教材P69 实验装置图 实验操作 实验现象 化学程式 在装置的试管中依次放入湿棉花和还原铁粉，加热。把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中。一段时间后，用坩埚钳夹取燃着的火柴点燃肥皂泡，观察现象。实验结束时，应先从肥皂液中撤出导管，再移走燃着的酒精灯 红热的铁与水蒸气反应放出气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，能燃烧或发生爆鸣。反应后，试管中固体仍呈黑色 （4）铁与水蒸气的反应 铁的化学性质 (不要符号) 探究实验：铁与水蒸气反应 ①湿棉花的作用： 。 ②酒精灯的火焰可用防风罩套住，____________________。 ③肥皂液的作用： 。 ④结束时，先_________，再_________。 爆鸣 H2 提供水蒸气 检验反应产物 思考交流 提高温度，加热效果更好 撤导管 移酒精灯 ⑤先点燃哪一个酒精灯？ ⑥实验结束时，应先从肥皂液中撤出导管，再移走酒精灯，为什么? ⑦在实验的过程中，往往把还原铁粉分散于石棉绒上，其原因是什么？ 为了防止产生倒吸 铁的化学性质 先加热湿棉花的，用水蒸气排除装置内的空气。 增大了水蒸气与铁粉的接触面积。 C 下列叙述中正确的是（ ） A．Fe在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 B．Fe与S混合加热生成FeS2 C．3 mol Fe单质完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子 D．氧化性：Fe2+>Cu2+ FeCl3 FeS Cu2+>Fe2+ Fe+Cu2+=Fe2++Cu 实战演练 缺铁性贫血 吞咽困难或吞咽时有梗阻的感觉 异食癖 口角炎、舌炎 富含铁的食品 补铁的药物 铁是人体内需要的微量元素。一般人的体内含铁量为4～5g，血红蛋白中的铁是体内氧的输送者。缺铁会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。 Mg＋2H2O(热水)==Mg(OH)2＋H2↑（缓慢反应） Δ 2Al＋6H2O(沸水)====2Al(OH)3＋3H2↑ ( 极困难) 煮沸 镁、铝与水的反应 ［小结］根据金属活动顺序表，金属与水反应有何规律？ 【知识拓展】 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au →金属与水反应的规律： 与H2O(g)反应， 产生氧化物和H2 冷水 热水 沸水 不能与水反应 课堂小结 练习1：红热的铁与水蒸气反应的化学方程式 ,该反应中的氧化剂 （填写化学式）。将烧至红热的铁丝伸到盛有氯气的集气瓶中，可观察到铁丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，反应方程式为 ，该反应中被还原的物质是 填写化学式）。 练习2：除去下列物质中含有少量的杂质，写出使用试剂的化学式和反应离子方程式： （1）FeCl2溶液中含有少量FeCl3杂质 （2）FeCl3溶液中含有少量FeCl2杂质 （3）FeSO4溶液中含有少量CuSO4杂质 Fe；2Fe3+ +Fe =3Fe2+ Cl2；2Fe2+ + Cl2 =3Fe3+ + 2Cl—Fe；2Fe2+ + Cu2+ =3Fe2+ +Cu 练习3：某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A装置的作用是_________， B中反应的化学方程式为 _______________________。 (2)D的作用是_________________________。 (3)E中的现象是_________________________________________。 (4)A、B两个装置中应先点燃__________________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是____________________。 产生水蒸气 吸收未反应 的水蒸气 黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成 收集H2，并检验其纯度 A　 3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up18(高温))Fe3O4＋4H2 $$