3.1铁单质 课件2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第一册

第一节 铁及其化合物 铁的单质 人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 陨铁 1.铁元素的存在 赤铁矿（Fe2O3） 磁铁矿（Fe3O4） 形态 单质（游离态） 化合态 地壳中元素含量递减 O Si Al Fe 菱铁矿 FeCO3 黄铁矿 FeS2 2 春秋初年 隋唐年间 明代 现代工业 秦国的铜柄铁剑 用煤炼铁 用焦炭冶炼生铁 高炉炼铁 2.铁的应用历史 铜柄铁剑是春秋时期的铁剑，1957年在甘肃省灵台县景家庄出土。距今2600年。 此剑剑叶铁质，残长9厘米，宽3厘米，厚0.3厘米，焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。 最早人工冶铁制品——春秋初年秦国的铜柄铁剑 铁制品在生活中非常常见 铁的冶炼——高炉炼铁 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 其中生成CO的反应是 C + O2 ==== CO2 CO2 + C ==== 2CO 高温 高温 （2）铁的冶炼 冶炼方法：用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。 高炉炼铁 3.铁的物理性质 氧化性：Cl2>Br2>I2>S 2Fe+3Br2=2FeBr3 铁与 Cl2 反应： 点燃 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 铁与 O2 反应： 点燃 3Fe + 2O2 Fe3O4 铁与 S 反应： 点燃 Fe + S FeS (硫化亚铁) （1）铁与活泼非金属单质（O2、Cl2 、I2 、S）的反应 铁与 I2 反应： 点燃 Fe + I2 FeI2 (碘化亚铁) +2 +2 +3 +2、+3 8e－ 6e－ 2e－ 2e－ 4.铁的化学性质 (2)与部分盐溶液反应 把溶液中活泼性小于铁的金属置换出来 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag Fe+2FeCl3=3FeCl2 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu  Fe + 2Ag+ = Fe2+ + 2Ag  思考：若向含0.1molCu2+、0.1molFe3+的混合溶液中加入5.6g铁粉，最后溶液中剩下的何种离子物质的量时多少？ ①与非氧化性酸（HCl、稀硫酸）反应： Fe+2H+=Fe2++H2↑ ②与氧化性酸（浓硫酸、硝酸）反应： 与稀硝酸或者在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸发生反应，无H2产生 (3)与酸反应 提醒：常温下，铁、铝与浓硝酸或浓硫酸中接触会生成一层致密氧化膜，阻止反应的进一步发生即钝化，但在加热条件下，钝化作用立即遭到破坏。 Fe＋4HNO3= Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe＋8HNO3= 3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 铁少量： 铁足量： 铁与稀HNO3反应： Fe＋6HNO3(浓) = Fe(NO3)3＋3NO2 ↑ ＋3H2O △ 了解铁与浓硝酸、浓硫酸的反应： 2Fe＋6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3＋3SO2 ↑ ＋6H2O △ 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。这是为什么呢？ 钢水注入干燥的模具 提示：铁与水会反应吗？ 4.铁的化学性质 生活经验告诉我们，常温下，铁与水是不发生反应的。但在高温下，铁能与水发生反应。 湿棉花 还原铁粉 肥皂液 燃着的火柴 在高温下，铁能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。 4.铁的化学性质 试管底部放入湿棉花，加热湿棉花产生水蒸气。试管中部放入铁粉装好装置，加热，使水蒸气与铁粉在高温下反应。 装置末端将产生的气体导入肥皂液中是为了产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。 现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。 分析：根据气体检测结果，证明为氢气；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。 湿棉花 还原铁粉 肥皂液 燃着的火柴 【思考】如何验证固体是否是四氧化三铁。 试管冷却后，利用磁铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。 4.铁的化学性质 【思考】如何验证反应生成的气体产物。 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成的是氢气。 湿棉花 还原铁粉 肥皂液 燃着的火柴 在高温下，铁能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。 4.铁的化学性质 反应式 中的气体H2为什么不加“↑”符号呢？ 3Fe+4H2O（g）—— Fe3O4+4H2 高温 水在高温下为气态，因此等号右边的气体H2不用加“↑”符号。 1.在给定条件下,下列物质间的转化不能实现的是(　　) A.铁与硫加热生成硫化铁 B.铁与稀硫酸常温下反应生成硫酸亚铁 C.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁 D.铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁 练一练 A 练一练 铁与水蒸气反应的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A.试管中发生置换反应 B.实验时,铁粉正下方的酒精灯加金属网的目的是提高加热温度 C.反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 D.加热时试管内生成红色物质,点燃肥皂泡可听到爆鸣声 D 只有还原性 既有氧化性 又有还原性 有氧化性 加弱氧化剂 加强氧化剂 H+、S、I2、Cu2+、Fe3+... Cl2、Br2、HNO3 铁单质性质较活泼，具有还原性，能被氧化为+2价和+3价。 课堂小结 Fe Fe2+ Fe3+ Lavf57.83.100 $$