3.1 铁及其化合物 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件围绕铁及其化合物展开，涵盖铁的存在、性质、氧化物、氢氧化物、Fe²⁺与Fe³⁺转化及工业应用。通过钢铁生产模具干燥等生活问题导入，以实验探究（如铁与水反应）和任务驱动（如废腐蚀液回收）为支架，构建从基础性质到实际应用的知识脉络。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，结合科学思维与科学态度与责任。通过Fe(OH)₂制备实验改进、Fe²⁺转化验证等实验活动，培养学生探究能力；借助印刷电路板腐蚀液回收工艺流程，联系工业实际，强化学以致用。采用实验归纳与任务驱动教学，学生能深化对转化规律的理解，教师可依托结构化内容提升教学效率。

第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 铁在自然界的存在 陨 铁 铁主要以+2价、+3价存在于化合物中。铁在地壳中的含量位居第4位（地壳中元素含量由多到少的排序为：O、Si、Al、Fe）。 赤铁矿（Fe2O3） 黄铁矿（FeS2） 磁铁矿（Fe3O4） 铁的原子结构和性质 铁可以表现出许多金属的通性： +26 2 8 14 2 Fe 铁是一种银白色的金属具有金属光泽 （铁粉为黑色粉末） 1.与氧气反应： 3Fe + 2O2 Fe3O4 2.与酸反应： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 3.金属间的置换反应： Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 4.与氯气反应: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 铁在化学反应中化合价的变化 Fe 与弱氧化剂反应，生成+2价铁的化合物 Fe -2e- = Fe2+ 与强氧化剂反应，生成+3价铁的化合物 Fe -3e- = Fe3+ 弱氧化剂：盐酸、稀硫酸、CuSO4、S... 强氧化剂：KMnO4、硝酸、Cl2、Br2 ... 在钢铁生产的过程中，炽热的铁水或钢水注入模具前，模具必须经过干燥处理，不能有水，这是为什么呢？ 铁与水反应 注：g表示气态，l表示液态，s表示固态，aq表示水溶液 人体中的铁元素 血红素铁 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁的氧化物 2Fe + O2 2FeO 4Fe + 3O2 + xH2O == 2Fe2O3·xH2O 3Fe + 2O2 Fe3O4 1.铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 铁的化合价 色、态 俗称 溶解性 与非氧化性酸的反应 氧化物类别 与还原剂(H2、CO等) 用途 +2 FeO Fe2O3 Fe3O4 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 碱性氧化物 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4 + 8 H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O +3 +2 、+3 氧化铁：涂料、冶炼铁的原料等 均被还原为Fe FeO不稳定，在空气中加热会迅速被氧化成Fe3O4 6FeO + O2 2Fe3O4 Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，可认为Fe3O4中铁的价态 既有+2价又有+3价，但Fe3O4不是FeO和Fe2O3的混合物 氧化铁颜料的应用 汽车涂料 木器涂料 外墙涂料 印刷油墨 美术涂料 化妆品 铁的氢氧化物 用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应 【思考】如何制备铁的氢氧化物 ？ 【实验】铁的氢氧化物的制备 现象：生成红褐色沉淀 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ FeSO4溶液中，滴入NaOH溶液 现象：生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，过一段时间后会有红褐色沉淀 【资料卡片】 +2价铁还原性很强， 极易被空气中的氧气氧化 Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成了Fe(OH)3 FeSO4+2NaOH = Fe(OH)2 ↓+ Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe(OH)2是白色的固体，但在实验中很难观察到它的白色，如何使生成的白色Fe(OH)2保持较长时间以便于观察？ 除去试管和溶液中氧气,创造无氧环境 1、使用新配制的FeSO4溶液和NaOH溶液，并且把配制的NaOH溶液所用的蒸馏水事先加热煮沸。 可采取如下措施： 3、加入NaOH溶液的胶头滴管的尖端插入FeSO4溶液 液面以下。 2、还可以在试管中FeSO4溶液液面上预先注入一层苯或植物油等，则生成的Fe(OH)2保存的时间会更长一些。 4、用其它气体如H2、N2等赶尽装置内的空气。 1、在试管A和B中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子，B管中观察到的现象为 ________， 目的是 ________________。 B导管口有气泡 排除装置中的空气 2、这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由 是 _______________________________________________ __________________________ 试管A生成的氢气充满试管A和试管B，外界空气不容易进入。 练习 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3都是不溶性碱，如何洗去制备Fe(OH)2 和 Fe(OH)3过程中粘在试管壁上的固体？ Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2++2H2O Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3++3H2O (1) Fe(OH)3的性质 ① 与酸反应 ② 受热可分解 （难溶于水的红褐色固体） (2) Fe(OH)2的性质 ① 与酸反应 ② 不稳定，易被空气中的氧气氧化 Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 （氧化剂） （还原剂） 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O （难溶于水的白色固体） 印刷电路板腐蚀液的回收与再生 ——铁盐和亚铁盐 Printed Circuit Board 印刷电路板中的化学——铁盐和亚铁盐 课前活动—— 依据工业制印刷电路板原理，利用覆铜板制作图案 腐蚀液 FeCl3(aq) FeCl3溶液作为腐蚀液，与Cu发生了什么反应？ 请运用氧化还原反应的规律进行分析，并尝试写出反应的化学方程式 活动一 任务一 探究废腐蚀液的成份 任务一 探究废腐蚀液的成份 资料卡片 1. 铁氰化钾溶液K3[Fe(CN)6] 能与Fe2+反应，生成蓝色沉淀 2. 上述反应可用于检验Fe2+ 3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] == Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 6KCl 3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- == Fe3[Fe(CN)6]2↓ 蓝色沉淀（普鲁士蓝） 设计实验方案，从废腐蚀液中回收Cu 活动二 任务二 废腐蚀液的回收与再生 由加铁粉与氧化剂的顺序，引出铁粉会还原铁离子。 ➷ 小组讨论：选择合适试剂，将Fe2+转化为Fe3+ 活动三 任务二 废腐蚀液的回收与再生 ➷ 小组实验，验证氯水及H2O2溶液能将Fe2+ 转化为Fe3+ 实验步骤 1. 往试管中滴加两滴管的FeSO4溶液 2. 再滴加3-5滴H2O2溶液 3. 观察、记录实验现象 由加铁粉与氧化剂的顺序，引出铁粉会还原铁离子。 资料卡片 1. 含有Fe3+的盐溶液遇到硫氰化钾溶液【KSCN】时，溶液变为红色。 2. 可利用这一反应检验Fe3+的存在 任务二 废腐蚀液的回收与再生 Fe3+ + 3SCN- == Fe(SCN)3 血红色络合物，不是沉淀，离子方程式中不可拆 由加铁粉与氧化剂的顺序，引出铁粉会还原铁离子。 “回收铜”和“将Fe2+再生转化为Fe3+”，这两个步骤如何安排顺序？为什么？ 活动四 任务二 废腐蚀液的回收与再生 由加铁粉与氧化剂的顺序，引出铁粉会还原铁离子。 废腐蚀液回收、再生的工艺流程简图 ① ② ③ ④ ⑤ FeCl3 Fe Cl－ Fe2+ H2O2 Cl2 Fe3+ Cl－ 开放度？铁粉、Vc Fe2+ Fe3+ 还原剂：Fe、Cu、S2-、I-等 氧化剂：Cl2、Br2、H2O2、 O2 、 HNO3、 浓H2SO4 、KMnO4 、 KClO3 氧化剂 还原剂 Fe2+ 和 Fe3+ 的相互转化 归纳总结 鉴别方法 Fe2+ Fe3+ 直接观察 加显色试剂 与OH-作用 Fe2+与Fe3+的鉴别： 浅 绿 色 棕 黄 色 加硫氰化钾， 溶液显血红色 加铁氰化钾， 生成蓝色沉淀 白色絮状沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色 立即产生 红褐色沉淀 思考1：如何设计实验，检验Fe3O4中既含有+2价铁又含有+3价铁？ 思考2：如何证明一个未知溶液中含有Fe2+，而不含Fe3+？ $