内容正文:
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第Ⅰ课时 铁单质及其氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
碱
Fe2+
Fe3+
盐
含铁元素的物质
Fe
单质
氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
3
一、铁的存在、含量及冶炼
1、铁元素的存在
游离态
化合态
陨铁
主要以+2价和+3价的形态存在于矿石中
丹霞地貌
一、铁的存在、含量及冶炼
2、地壳中含量
铁元素在地壳中的含量居第四位
O、Si、Al、Fe、Ca
一、铁的存在、含量及冶炼
3、铁的冶炼
我国在春秋初年就掌握了冶铁技术。战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大作用
现代工业冶铁的原理:
高温
C + O2 ==== CO2
CO2 + C ==== 2CO
高温
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
二、铁单质
1. 颜色、状态:
3. 熔点:
4. 密度:
(一) 铁的物理性质
2. 沸点:
银白色、有金属光泽的固体
2750℃
7.86 g/cm3
1535℃
延展性
导热性
导电性
能被磁铁吸引
铁粉是黑色
二、铁单质
(二) 铁的化学性质
铁单质能与什么物质反应?
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O2、Cl2、S反应
与酸溶液反应
与某些盐溶液反应
S、H+、Cu2+等
Cl2等
二、铁单质
(二) 铁的化学性质
1、与非金属单质反应
O2
S
Cl2
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
△
氧化性强弱:
+2
+3
+2 +3
Fe + S FeS
△
Cl2 > O2 > S
Fe − 3e− = Fe3+
弱氧化剂: H+、 Cu2+、 S 、 I2 ······
强氧化剂: Cl2 、 Br2 、 HNO3 ······
Fe − 2e− = Fe2+
3Fe + 2O2 === Fe3O4
点燃
习题检测
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( )
(2)根据铁与Cl2、S反应的条件可以判断Cl2、S的氧化性强弱( )
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到( )
×
×
[解析] FeCl2不能通过单质化合得到。
×
[解析]铁与氯气在点燃条件下反应生成氯化铁,铁与硫加热反应生成硫化亚铁,根据反应产物可判断Cl2、S的氧化性的强弱。
[解析] 铁与氯气反应只能生成FeCl3,与氯气的用量无关。
二、铁单质
思考: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?
从理论上来说,铁是否具备与水反应的可能性?
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
相关资料:
二、铁单质
常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应
现象
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声
反应后试管内固体仍为黑色
二、铁单质
C处:
B处:
①试管口略向 倾斜;
②先点燃A处还是B处酒精灯?
.
③结束时,先撤 ,再移 。
提供反应需要的水蒸气
提供反应需要的“高温”条件
检验反应产物
A处:
下
酒精灯先加热湿棉花,有水蒸气后,再加热铁粉位置;
导管
酒精灯
三、铁的氧化物
杜甫《自京赴奉先县咏怀五百字》:“朱门酒肉臭,路有冻死骨。”
磁铁矿(Fe3O4)
氧化亚铁(FeO)
红砖(含Fe2O3)
三、铁的氧化物
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 —
颜色、状态
溶解性
铁的价态
稳定性
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
+2
+3
+2、+3
稳定
15
三、铁的氧化物
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
与H+反应
氧化物类别
与CO、C、H2反应
用途
FeO+2H+===
Fe2++H2O
6H++Fe2O3===
2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===
2Fe3++Fe2++4H2O
生成单质铁及CO2或H2O
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
碱性氧化物
复杂氧化物
A、Fe
B、FeCl3
C、FeO
D、Fe2O3
1 . 下列关于铁的氧化物说法正确的是 ( )
A、“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁
B、Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料
C、Fe3O4中Fe元素化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物
D、FeO 在空气中受热,能迅速被氧化成Fe2O3
2、我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝 ..... 日久起销,用刀刮其销, .... 所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指 ( )
D
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二、铁单质
二、铁的化学性质
金属单质一般与什么物质反应?
非金属单质、水、酸、盐溶液等
铁 钠
非金属单质
酸(盐酸)
盐溶液
(硫酸铜溶液)
水
3Fe + 2O2 Fe3O4
点燃
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
△
2Na + Cl2 2NaCl
△
4Na + O2 = 2Na2O
△
2Na + O2 Na2O2
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2Na + CuSO4 +2H2O = Na2SO4 + Cu(OH)2↓+H2↑
2Na+2H2O=2NaOH + H2↑
?
二、铁单质
(二) 铁的化学性质
1、与非金属单质反应
O2
S
Cl2
现象:剧烈燃烧、产生棕褐色的烟
现象:生成黑色物质
现象:剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
△
3Fe + 2O2 === Fe3O4
Fe + S FeS
△
点燃
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
3Fe+4H2O(g) eq \o(=====,\s\up14(高温)) Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up14(高温))Fe3O4+4H2
6FeO+O22Fe3O4
$$