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

课时1 铁单质、氧化物、氢氧化物 第一节 铁及其化合物 人教版 必修一 第三章 铁 金属材料 铁单质 01 铁的氧化物 02 铁的氢氧化物 02 PART 01 单质铁 (1)存在 铁在自然界中可以以________形态(陨铁)存在，但主要是以________价和________价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于________、________和________。 一、铁的存在和冶炼 单质 +2 +3 氧 硅 铝 知识梳理 工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。你还记得炼铁高炉内发生的化学反应吗? 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 yCO＋FexOy xFe＋yCO2 铁具有哪些性质呢? 一、铁的存在和冶炼 知识梳理 二、铁的物理性质 铁有_____性、_____性、_____性，但其导电性不如________，铁还能被______吸引。其熔、沸点较____，熔点：1 535 ℃、沸点：2750 ℃，密度：7.86 g·cm－3。 延展 导热 导电 铜和铝 磁体 高 金属铁具有：银白色的金属光泽 铁粉：黑色 Fe→Fe2+→Fe3+ 具有还原性 知识梳理 三、铁的化学性质 1.与非金属单质 Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑ 3Fe＋2O2 Fe3O4 点燃 2Fe＋3Cl2 2FeCl3 Δ 2.置换反应 2Fe＋O2 2FeO 常温 置换出金属活动性顺序表中H+之后的金属 K Ca Na Mg Al Fe Sn Pb (H) Cu …… Fe在反应中作_____剂，遇到较强的_____剂(如Cl2等)生成____价铁的化合物，遇到较弱的_____剂(如稀硫酸等)生成____价铁的化合物。 还原 氧化 ＋3 氧化 ＋2 知识梳理 【思考】在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？ 三、铁的化学性质 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,生成的产物不是氧化铁。 深度思考 ①用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是 ，证明生成了 。 则该反应的化学方程式为 。 上述实验装置中，湿棉花的作用是 。 肥皂泡燃烧，听到爆鸣声 H2 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 受热时提供反应所需的水蒸气 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加热一会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。 三、铁的化学性质 3.与水发生反应 深度思考 1．判断正误 (1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质(　　) (2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋(　　) (3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法(　　) (4)1 mol Fe与水蒸气高温下反应转移 mol e－(　　) × × × √ 2．下列有关铁的说法不正确的是(　　) A．铁与水蒸气的反应中铁为还原剂 B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的矿石炼铁 B 深度思考 PART 02 铁的氧化物 【学生活动】阅读教材71页，完成下列表格。   氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 — 颜色、状态 溶解性 类别 铁的价态 与H＋反应的产物 稳定性 用途 铁红 磁性氧化铁 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 不溶于水 碱性氧化物 不是碱性氧化物 碱性氧化物 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 Fe2＋ Fe3＋ Fe2＋、Fe3＋ 稳定 稳定 不稳定 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料 知识梳理 FeO+2H+ = Fe2++H2O Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ = Fe2++2Fe3++4H2O 氧化亚铁与盐酸 氧化铁与盐酸 四氧化三铁与盐酸 【学生活动】写出铁的三种氧化物分别与盐酸发生反应的离子反应方程式。 6FeO＋O2====2Fe3O4 △ 氧化铁、四氧化三铁比较稳定，氧化亚铁不稳定在空气中容易被氧化，被氧化为四氧化三铁 知识梳理 除了CO，还有其他还原剂可以还原铁的氧化物？ 常见还原剂：C、Al、CO、H2 FexOy + C/CO H2 Fe + CO2 Fe + H2O 铝热反应 Fe2O3 + 2Al ===Al2O3 + 2Fe 高温 知识梳理 PART 03 铁的氢氧化物 方案的设计： 金属的氢氧化物通常有以下几种方案 (1)单质和水反应 (2)氧化物和水反应 (3)可溶性盐和碱溶液反应 (4)电解法(如电解饱和食盐水制氢氧化钠)暂不研究 铁元素在化合物中的化合价主要表现为+2、+3，铁有两种氢氧化合物，他们可以分别由相对应的盐与碱溶液反应制得。 亚铁盐 铁 盐 FeSO4 FeCl3 碱 Fe(OH)2 碱 Fe(OH)3 深度思考 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。 【实验3-1】 知识梳理   Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作     现象 离子方程式 实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－ =Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋H2O=4Fe(OH)3 知识梳理 铁的两种氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 颜色状态 溶解性 化学式 铁元素的化合价 物质类别 Fe(OH)3和Fe(OH)2的物理性质 白色固体 红褐色固体 都不溶于水 Fe(OH)2 Fe(OH)3 +3 +2 二元弱碱 三元弱碱 【思考】如何防止制备时Fe(OH)2不被氧化。 知识梳理 Fe(OH)2的制备实验改进 溶液中不含O2等氧化性物质 Fe2＋＋2OH－ = Fe(OH)2↓ 2.成功关键 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中 1.制备原理 ①使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量铁屑） ②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧 ③滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下 3.具体措施 知识梳理 ~ 20 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题： (1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过__________， 目的是________________。 (2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水， 密度比水小)的作用是__________________________________ ______。 (3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__________ ______________________。 加热煮沸 赶走溶解的氧气 隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被 氧化 防止滴加 NaOH溶液时带入空气 改进装置 改进实验1:有机层隔绝氧气。 知识梳理 改进实验2：还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 知识梳理 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________。 (3)为制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂， 塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________ ________________________________________________________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________ __________________________________________________________________。 打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的 氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a 2.在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。回答下列问题： (1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______________。 稀H2SO4、铁屑 NaOH溶液 试管Ⅰ中 反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 改进实验2：还原性气体保护法 经典例题 Fe(OH)3与Fe(OH)2的化学性质： （1）稳定性 Fe(OH)3>Fe(OH)2 2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O △ 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 【思考】加热Fe(OH)2至恒重，产物是什么？ Fe(OH)2 O2 Fe(OH)3 △ Fe2O3 空气中加热 Fe(OH)2 ==FeO＋H2O(隔绝空气) △ 隔绝空气加热 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O （2）碱性 与酸发生反应 经典例题 1．判断正误 (1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4(　　) (2)FeO在空气中加热生成Fe2O3(　　) (3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物(　　) (4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成(　　) (5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气(　　) × √ × × √ 2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是(　　) A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3 A 经典例题 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) FormatFactory : www.pcfreetime.com $$