3.1.2 铁及其化合物 探究铁与水蒸气反应的固体产物 课件-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）性质及铁与水蒸气反应产物探究，通过生活实例（如红砖青砖、食品吸氧剂）和实验现象提问导入，衔接铁单质性质，为后续铁的氢氧化物学习铺垫，借助对比表格、思考问题及实验设计搭建学习支架。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，设计铁与水蒸气反应产物检验实验（溶解后用KSCN、铁氰化钾检验Fe³⁺和Fe²⁺），结合科学思维对比三种氧化物的价态、稳定性及反应规律，通过物质性质决定用途（如铁红作颜料）体现化学观念。学生能提升探究能力与知识体系构建，教师可获得清晰教学思路与丰富教学资源。

人教版 高中化学 必修第一册 人教版(2019)· 化学必修第一册 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 教学重点： 铁的氧化物性质 教学难点： 铁的氧化物性质 第二课时 探究铁和水蒸气在高温下产物 课程标准 核心素养 1.了解铁的氧化物，氢氧化物的性质，会写相关的反应方程式。2.通过实验探究了解氢氧化亚铁的制备 1.变化观念：知道铁是变价金属，铁的氧化物和氢氧化物有+2、+3的，特别是铁+2氧化物、氢氧化物有较强的还原性，也有氧化性。 2.科学探究：通过对铁的氢氧化亚铁制备的探究，分析制备的环境要求。 二、铁的氧化物 铁的化合物 Fe + H2O(g) → 高温 ? + 思考：通过铁与水蒸气反应的实验现象能证明和铁和水蒸气反应生成什么？ 实验的现象能证明铁和水蒸气生成Fe3O4吗？ 如何通过实验证明反应的产物是Fe3O4？Fe3O4从物质类别分类属于什么? 铁的氧化物还有那些？ ? 赤铁矿 ① 氧化铁（ Fe2O3 )（俗称铁红） 氧化铁是铁锈的主要成分，铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应（形成了原电池），金属铁便会生锈。 是一种红棕色粉末 用途： 铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可作为催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁原料。 二、铁的氧化物 铁的化合物 ② 四氧化三铁（ Fe3O4 ），是一种复杂的化合物. 用途：用于医药、冶金、电子和纺织等工业，以及用作催化剂、抛光剂、油漆和陶瓷等的颜料、玻璃着色剂等。特制的磁性氧化铁可用以制造录音磁带和电信器材。 铁的化合物 ③氧化亚铁（ FeO ） 黑色粉末，很不稳定，在空气中受热，会迅速被氧化成四氧化三铁。 用途：氧化亚铁可以用作色素，在化妆品和刺青墨水中都有应用。氧化亚铁也应用于瓷器制作中使釉呈浅绿色。可用作催化剂以及用于制玻璃、搪瓷、炼钢等。 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 － 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁元素的化合价 稳定性 不稳定 稳定 稳定 类别 铁的氧化物 铁的化合物 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) ＋2 ＋3 ＋2，＋3 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 天然矿石（天然磁石）与硫酸不反应 铁粉通常可以做食品袋中的吸氧剂，降低食品的变质的速度。 铁的化合物 2.化学性质（1）从物质类别角度认识铁的氧化物性质 ①稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成_________。 ②与酸反应：FeO和Fe2O3属于______氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为__________________________________________。 Fe3O4 碱性 FeO＋2H＋ = Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋ = 2Fe3＋＋3H2O 四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3，你能否写出四氧化三铁溶于盐酸的方程式和离子方程式？ 思考： Fe3O4＋8H＋ = 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 铁的化合物 重难辨析 (1)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。(2)Fe3O4（属于纯净物、化合物，复杂的氧化物）与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加。(3)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。 2.化学性质 铁的化合物 思考：从化合价的角度分析的FeO、Fe2O3、Fe3O4氧化性和还原性？ FeO Fe2O3 处于中间价态，既有氧化性又有还原性 3FeO + 10HNO3(稀） = 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3 高温 处于高价态，只有氧化性 Fe2O3 + 6HI = 2FeI2+ I2 + 3H2O Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 高温 FeO + CO = Fe + CO2 高温 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高温 氧化性 还原性 氧化性 氧化性：HNO3>Fe3+>I2 还原性：I->Fe2+>Cl- 2.化学性质 铁的化合物 思考：从化合价的角度分析的FeO、Fe2O3、Fe3O4氧化性和还原性？ Fe3O4 铁有+2、+3价， FeO ▪Fe2O3 3Fe3O4 + 28HNO3(稀） = 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O Fe3O4 + 8HI = 3FeI2+ I2 + 4H2O 故既有氧化性又有还原性 3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O3 高温 氧化性 还原性 氧化性：HNO3>Fe3+>I2 红砖和青砖 红砖中含的是氧化铁，青砖中含的是四氧化三铁 为什么不是氧化亚铁？ 在这个过程中一定会有FeO生成，但FeO化学性质不稳定，在空气中最后还是被氧化为四氧化三铁。 烧制砖瓦时，向窑内添加大量的煤炭后封窑1天，从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应产生大量的还原气体（ H2和CO ），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。 都是生活中用到的建筑材料，两者都含有铁的氧化物，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？ 铁的化合物 铁与水蒸气反应产物的探究 铁的化合物 3Fe + 4H2O(g) → Fe3O4 + 4H2 高温 思考：如何通过实验证明反应的产物是Fe3O4？(假定固体是纯净物） 铁的化合物 资料卡片: 三价铁离子的检验方法： 1、Fe3+溶液显黄色；（一般不用） 2、加入硫氰化钾(KSCN)溶液，溶液显血红色； 3、加入氢氧化钠溶液有红褐色沉淀生成； 4、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝； 5、加入亚铁氰化钾【K4(Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀； 6、苯酚溶液加入含三价铁离子的溶液显紫色。 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （红色） 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 铁的化合物 资料卡片: 二价铁离子的检验方法： 1、Fe2+溶液显浅绿色（一般不用） 2、加入硫氰化钾溶液，无明显现象，滴加 H2O2溶液或通入Cl2后溶 液显红色； 3、加入氢氧化钠溶液，有白色沉淀生成，后迅速变为灰绿色，最后 变为红褐色； 4、加入高锰酸钾溶液，高锰酸钾褪色溶液； 5、加入铁氰化钾【K3(Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成； 2Fe2++H2O2+ 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 铁的化合物 FeO＋2H＋ = Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋ = 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋ = 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 Fe＋2H＋ = Fe2＋＋H2↑ 通过学习我们知道Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4均能盐酸和稀硫酸反应生成对于的盐，如何利用此性质设计铁与水的反应产物？ 提出假设： 1、黑色固体是铁粉； 2、黑色固体是氧化亚铁； 3、黑色固体是四氧化三铁； 4、…… 铁的化合物 实验设计： 1、取黑色固体少许于试管中，加入盐酸或稀硫酸，观察现象； 3、取所得溶液少许于试管中，滴加入硫氰化钾(KSCN)溶液，观察实验现象； 现象：黑色固体溶解，无气体产生 4、实验结论 2、取所得溶液少许于试管中，滴加加入铁氰化钾【K3(Fe(CN)6]溶液，观察实验现象； 现象：溶液显血红色 现象：有蓝色沉淀生成； 黑色固态 得到溶液 阳离子检验 铁的化合物 铁的氧化物小结： 达标检测 铁的化合物 1．下列说法不正确的是(　　)A．铁的氧化物均为黑色固体，均难溶于水B．FeO能和盐酸生成盐和水，所以它是碱性氧化物 C．铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4D．Fe3O4能和盐酸生成盐和水，所以它是碱性氧化物 2．下列关于铁的氧化物的说法错误的是(　　)A．FeO不稳定，在空气中加热迅速变为Fe2O3B．Fe2O3俗称铁红，可用作油漆的红色颜料C．Fe3O4中Fe呈现＋2和＋3两种价态D．Fe3O4晶体俗称磁性氧化铁，具有磁性 AD A 达标检测 铁的化合物 3．某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：在空气中把铁灼烧到500 ℃就形成Fe3O4；温度再升高，可形成Fe2O3；在更高的温度下加热Fe2O3(约1 400 ℃)时，又可得到Fe3O4。下列说法正确的是(　　)A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．反应②的温度比反应③的温度高C．热稳定性顺序：FeO＞Fe2O3D．四氧化三铁中铁元素的化合价复杂， 若写成氧化物的形式，则化学式可写 为FeO·Fe2O3 D 达标检测 铁的化合物 4．实验室可用如图所示装置探究一氧化碳还原氧化铁。(1)实验开始时应先________(填序号)。①通CO ②点燃酒精喷灯(2)A处硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为____________________________________________。(3)关于该实验说法正确的是__________(填序号)。①A处硬质玻璃管中能观察到黑色固体变红②通过B中澄清石灰水变浑浊的现象即可判断A处硬质玻璃管中反应已发生③理论上，A处硬质玻璃管中固体减少的质量等于反应后生成气体的总质量(4)通入足量CO完全反应后，所得固体产物与工业炼铁所得产品是否相同？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________ _______________________________________。 ① ② 该实验得到的是纯铁，而工业炼铁所得产品是含有杂质的生铁 否 Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 高温 Lavf58.51.100 $