3.1.1 铁单质和氧化物 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

高中化学必修一第三章 3.1.1铁和铁的氧化物 学习目标 1、 能依据物质类别和元素价态掌握铁元素的典型代表物。 2、了解铁单质、铁的氧化物的性质及用途。 生活情境 1、自然界中的铁存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和__，居第__位， 黄铁矿（FeS2） 陨铁(Fe) 丹霞地貌（Fe2O3） 主要是以_____价和_____价化合物的形态存在于矿石中。 磁铁矿 赤铁矿 活动1：阅读课本P64了解铁在自然界的存在和冶炼 任务一：感受铁的存在 铝 4 +2 +3 2.铁的冶炼 Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2 高温 以赤铁矿为例，分析古法炼铁原理，写出炼铁炉内反应的化学方程式。 铝粉和Fe2O3粉末混合，高温下可以置换出铁单质，写出化学方程式。 Fe2O3 + 2Al ==== 2Fe + Al2O3 高温 任务一：感受铁的存在 3、铁文化 目前发现最早的人工冶铁制品是1957年甘肃灵台出土的春秋初年秦国的青铜柄铁剑。但是，1990年河南省三门峡市玉柄铁剑被发现，将中国最古老冶炼铁器记录的时间又往前推了两百年，年代距今2800年。 中华第一剑 任务一：感受铁的存在 活动2：阅读课本P65第一段，完成下面这个问题，并梳理铁的物理性质。 下列关于铁的叙述中错误的是（ ） 纯净的铁是光亮的银白色金属 铁能被磁体吸引 铁具有导电性，能代替铜作为导线材料 铁具有延展性和导热性，可制作炊具 C 课堂练习1： 任务二：认识铁单质的物理性质 二、铁的物理性质 任务二：认识铁单质的物理性质 银白色，有金属光泽，硬度大 (铁粉为黑色) 具有良好的导热性和导电性 (其导电性不如铜和铝) 具有良好的延展性 熔沸点较高，熔点为1535℃，沸点为2750℃ 密度是7.86g/cm3 能被磁铁吸引，被磁化 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第四周期 第Ⅷ族 Mr=56 典型的变价金属 +2、+3 化学性质：易失2e-或3e-个电子，表现 性。 还原 任务三：认识铁单质的化学性质 问题：铁在周期表什么位置？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务三：认识铁单质的化学性质 活动3：我们学习过铁与一些物质的反应，例如，铁与氯气的反应，铁与盐酸的反应，铁与硫酸铜溶液的反应等。 ①请写出这三个反应的化学方程式。 ②在上述反应中，铁的化合价的变化有何异同？ ③在生成物中，铁的价态与其反应物的什么性质有关？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1. 铁与非金属反应 现象：剧烈燃烧，产生棕红色的烟，加水形成棕黄色的溶液。 任务三：认识铁单质的化学性质 三、化学性质 现象：剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体。 铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈 Fe2O3·xH2O。 Fe做还原剂，化合价上升；遇弱氧化剂→+2，遇强氧化剂→+3。 2. 铁与非氧化性酸反应 Fe＋2HCl == FeCl2＋H2↑ 遇到盐酸、稀硫酸等非氧化性酸，生成+2价铁盐。 若遇到HNO3、浓硫酸等强氧化性酸，则生成+3价铁盐。 3. 铁与盐溶液反应 Fe＋CuSO4 == FeSO4＋Cu 湿法炼铜：曾青得铁则化为铜 +2 +2 任务三：认识铁单质的化学性质 三、化学性质 物质类别（x) 单质 氧化物 碱 盐 元素 价态(y) 0 +2 +3 Fe3+ Fe2+ Fe Fe3O4 HCl、S、I2、Cu2+、 加弱氧化剂 Cl2、Br2、 加强氧化剂 O2 任务三：认识铁单质的化学性质 新闻链接：2011年5月10日清晨6：40左右，某钢铁厂公司由于铁水翻倒引发爆炸事故，钢铁厂的厂房基本被炸毁。事故已造成2人死亡，4人受伤。 事故起因：据陈先生回忆，当时“一炉铁水翻倒，铁水流到了旁边的冷却池里”，才引起了爆炸。 任务三：认识铁单质的化学性质 探究实验：铁与水蒸气反应 任务三：认识铁单质的化学性质 现象 铁粉逐渐红热，反应后试管内固体为黑色。 蒸发皿中产生大量的肥皂泡，点燃气泡会发出爆鸣声。 问题：铁与水蒸气反应产物是什么？如何设计实验方案验证？ [分析] 根据气体检测结果，证明气体为氢气，反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。 3Fe＋4H2O(g) ====Fe3O4＋4H2 高温 (1)实验时，是先加热湿棉花还是先加热还原铁粉？ (2)点燃肥皂液时有什么现象？ (3)该实验中湿棉花的作用是什么？ 任务三：认识铁单质的化学性质 思考与讨论： 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； 提供水蒸气 燃烧，有爆鸣声 实验改进 改进装置一 改进装置二 改进点：1.改变水蒸气的生成方式 2.氢气的检验方式 改进装置三 任务三：认识铁单质的化学性质 问题：课本实验装置有什么缺点？如何改进？ FeO Fe2O3 Fe3O4 物 理 性 质 Fe 价态 实物图片 颜色、状态 俗名 / 存在矿物 / 用途 水溶性 +2 +3 +2、+3 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁红 磁性氧化铁 均不溶于水 赤铁矿 磁铁矿 瓷器显色、刺青墨水 红油漆、主要的炼铁原料 磁铁、磁带、颜料 任务四：认识铁的氧化物 四、铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 化学性 质 物质类别 与酸反应 与CO、C、H2反应 FeO＋2H＋== Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋==2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋==2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 碱性氧化物 特殊氧化物 碱性氧化物 生成单质铁及CO2或H2O 6FeO + O2 ==== 2Fe3O4 四、铁的氧化物 任务四：认识铁的氧化物 问题：碱性氧化物有哪些化学性质？ 红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料 知识拓展 任务四：认识铁的氧化物 红砖的成分是粘土(主要是硅酸盐)，红色来自于Fe2O3。焦炭和水在高温下反应生成一氧化碳和氢气(又叫水煤气)，两种气体都有还原性，在高温下三价铁被还原成二价铁，得到FeO，是黑色的——青砖。 出窑前不加水则得到三价铁的氧化物是红棕色的——是红砖。 0价 +2价 +3价 Fe2O3 单质 氧化物 Fe3O4 O2和H2O 纯氧中燃烧 水蒸气高温 O2不足 FeO 物质的类别 元素化合价 Fe 盐 Fe2+ Fe3+ H+ H+ H+ H+ 任务五：构建认识金属元素的认知模型——价类二维表 铁是典型的变价金属元素 金属单质 Fe FeO Fe3O4 Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2+ Fe3+ 金属氧化物 碱 盐 金属及其化合物的研究方法 任务五：构建认识金属元素的认知模型 22 谢谢！ 3Fe+2O2Fe3O4 Fe+SFeS 2Fe+3Cl22FeCl3 $$