3.1.1铁的单质 课件2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第一课时 铁的单质 1 知识导航 壹 贰 叁 铁单质的物理性质 从物质类别看铁的化学性质 本节重难点 从氧化还原看铁的化学性质 一、铁的单质 1、铁元素的存在及使用 铁在自然界中可以以______形态存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。 单质 陨铁 丹霞地貌的岩层因Fe2O3而呈红色 一、铁的单质 1、铁元素的存在及使用 铁在自然界中可以以______形态存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。 单质 赤铁矿 (Fe2O3) 菱铁矿 (FeCO3) 磁铁矿 (Fe3O4) 黄铁矿 (FeS2) +2 +3 化合物 一、铁的单质 1、铁元素的存在及使用 铁在自然界中可以以______形态存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。 单质 +2 +3 化合物 四 一、铁的单质 1、铁元素的存在及使用 春秋晚期墓中的铜柄铁剑 春秋战国时期最大的铁器—长方形铁炉 一、铁的单质 [思考与讨论] 你还记得炼铁高炉内发生的化学反应吗？ Fe2O3＋3CO==2Fe＋3CO2 用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 高温 二、铁的性质 1、铁的物理性质 颜色 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ (g·cm-3) 延展性 导热性 导电性 导磁性 　 银白色，有金属光泽 1535 2750 7.86 良好 良好 良好 良好 铁粉 铁粉的晶体几何形状被破坏，铁粉没有吸收完的光被漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。 三、铁的化学性质 1、Fe与非金属单质反应 铁丝在氧气中燃烧 铁丝在氯气中燃烧 铁丝与硫磺的反应 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 高温 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 Fe＋S===FeS 点燃 三、铁的化学性质 2、Fe与非氧化性酸反应(H2SO4) 铁丝与稀硫酸反应 Fe＋H2SO4==FeSO4＋H2↑ Fe＋2H+== Fe2+＋H2↑ 常温下，Fe（或Al）遇浓硫酸（或浓硝酸）会钝化，所谓金属钝化是因为金属表面形成致密的氧化膜，阻止反应的进一步发生。 常温下可以用铁桶或者铝制容器盛放浓硫酸或浓硝酸。 三、铁的化学性质 3、Fe与盐溶液反应(CuSO4) Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4 Fe＋Cu2+==Cu＋Fe2+ 铁丝与硫酸铜反应 三、铁的化学性质 [思考与讨论] 我们学习过铁与一些物质的反应。在铁与氯气的反应，铁与硫酸的反应，铁与硫酸铜溶液的反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？ 2Fe+3Cl2===2FeCl3 点燃 Fe FeCl3 化合价升高 0 +3 Fe FeCl2 化合价升高 0 +2 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu Fe+2HCl===2FeCl2+H2 Fe FeSO4 化合价升高 0 +2 为什么有的化学方程式中铁的化合价变成+2，有的变成+3？ 三、铁的化学性质 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应。 铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物。 铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物。 Fe Fe2+ Fe3+ 强氧化剂 弱氧化剂 Cl2、HNO3等 S、H+、Cu2+等 对应训练 [典例1] 下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 ( ) A.铁在自然界中全部以化合态形式存在 B.铁与硝酸银反应所得产物中铁元素的化合价为+3价 C.铁在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价为+3价 D.工业上用CO2在高温条件下还原含Fe2O3 的铁矿石炼铁 C　 对应训练 [典例2] 下列盐既可以通过金属与酸反应得到，也可以通过金属与单质反应得到的是 ( ) A.FeCl3 B.FeCl2 C.MgCl2 D.CuCl2 C　 三、铁的化学性质 [思考与讨论] 生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发生反应的。那么，在高温下，铁能否与水发生反应呢? 铁和冷水不反应 铁和热水不反应 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，不得留有水。 三、铁的化学性质 [思考与讨论] 若铁在高温下能与水反应，根据所学知识预测产物。 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 通过钠和水的反应，可知水是一种较弱的氧化剂 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 类比钠的性质，Fe是氢之前的金属，与水反应能不能置换出氢气？ Fe+H2O Fe(OH)3+H2↑ ? Fe(OH)3 Fe2O3 （500℃以上分解） 三、铁的化学性质 根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。 铁粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 黑色 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 白色 红褐色 受热 不分解 不稳定，在高温下可被水蒸气或者O2氧化 6Fe2O3=4Fe3O4+O2↑ 高温下比Fe2O3稳定 受热易分解 500 ℃ 分解为Fe2O3 Fe(OH)3 Fe2O3 （500℃以上分解） Fe+H2O Fe3O4+H2↑ ？ 三、铁的化学性质 4、与水的反应 [实验] 有人设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。 三、铁的化学性质 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。 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。 4、与水的反应 三、铁的化学性质 思考交流 ①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___________。 4、与水的反应 收集氢气 提高温度，加热效果更好 撤导管 移酒精灯 提供水蒸气 对应训练 [典例1] 某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”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 ，烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。 (2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。 (3)D的作用是 。 (4)E中的实验现象是 。 (5)A 、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯 ) ，点燃 E处酒精灯之前应进行的操 作是 。 收集H2并检验其纯度 产生水蒸气 防止加热时液体暴沸 吸收未反应的水蒸气，干燥H2 黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成 A 随堂演练 1．(2023上·江苏淮安·高二校考期末)下列关于铁及其化合物的说法，不正确的是 A．金属铁可以被磁铁吸引 B．铁丝可以在氧气中剧烈燃烧 C．铁有良好的导电、导热性 D．铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2 【答案】D 【详解】A．金属铁可以被磁铁吸引，A项正确； B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，B项正确； C．铁单质有良好的导电、导热性，C项正确； D．氯气具有强氧化性，铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3，不是FeCl2，D项错误； 答案选D。 随堂演练 【答案】C 【详解】铁粉可吸收氧气，可用作食品的“脱氧剂”，无水硫酸铜、蔗糖、食盐不能吸收氧气，故选：C。 2．(2022上·广东中山·高一统考期末)饼干、月饼、蛋糕等零食包装中常常有个小纸袋，上面一般标有“保鲜剂”或者“脱氧剂”的字样。里面的粉状或颗粒状物质，除了硅胶或硫酸亚铁外，还有可能是 A．无水硫酸铜 B．蔗糖 C．铁粉 D．食盐 随堂演练 3．(2023下·陕西榆林·高二统考期末)下列反应中，能生成正三价铁的是 A．铁钉投入硫酸铜溶液中 B．铁粉跟硫粉混合加热 C．铁屑加入稀硫酸中 D．铁丝在氯气中燃烧 【答案】D 【详解】铁被强氧化剂氧化为Fe3+，被弱氧化剂氧化为Fe2+。A、C项中铁分别被Cu2+、H+被氧化为Fe2+，B中铁和硫粉反应生成FeS，D项中铁和Cl2反应生成FeCl3，答案选D。 随堂演练 4．(2019上·安徽合肥·高一校联考期末)铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是： A．盐酸 B．CuSO4溶液 C．稀硫酸 D．FeCl3溶液 【答案】D 【详解】A．Fe置换出Ag，溶液质量减小，故A错误； B．Fe置换出Cu，溶液质量减小，故B错误； C．反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误； D．反应生成硝酸亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确；     答案：D 随堂演练 5．(2022上·湖北十堰·高一统考期末)铁粉与水蒸气反应的实验装置图(夹持装置已略去)如图，下列说法错误的是 A．实验进行前，应检查装置的气密性 B．该实验表明：常温下，铁的化学性质不活泼 C．生成的气体在点燃之前，必须验纯 D．该反应的基本反应类型为置换反应 【答案】B 【详解】A．连接装置后，在进行实验之前，需要检查装置的气密性，A正确； B．常温下，铁与冷水和热水不反应，但该实验无法证明这个结论，B错误； C．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气为可燃性气体，与空气混合会引发爆炸，所以在点燃生成的气体之前，需要验纯，C正确； D．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应属于置换反应，D正确； 故选B。 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) 2Fe＋3H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe2O3＋3H2 $$