3.1.1 铁的单质 氧化物 课件 -2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

第一节　铁及其化合物 第1课时　铁的单质、氧化物 第三章　铁　金属材料 [学习目标] 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途 (重点)。 2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件、原理(难点)。 丹霞地貌岩层呈红色的原因；人类使用最早的铁来自太空；我国发现最早的冶铁制品。 丹霞地貌 陨铁 玉柄铁剑 你知道吗？ Fe2O3 导:3min 铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克），如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生缺铁性贫血。 那铁元素在人体中又是以什么形式存在呢？ 二价铁为铁元素在人体中主要存在形式 你知道吗？ 思+议： 1.铁单质在自然界的存在形式？铁单质有什么物理性质和化学性质？ 2.铁在形成化合物时，其化合价有时为+2，有时为+3，生成物中铁元素的价态由什么决定？ 3.铁与水蒸气的实验需要注意什么，如何检验实验生成物？实验可以从哪方面改进？ 4.铁存在几种氧化物，各具有什么化学性质，都属于碱性氧化物吗？ 5 一、自然界中铁元素的存在形式及物理性质？ 1．铁的存在和冶炼 (1)存在 (2)冶炼 工业炼铁 (以Fe2O3为例)： 单质(陨铁) 化合态(矿石中+2价和+3价） 地壳中的含量居第四位 O、Si、Al、Fe、Ca…… Fe2O3 +3CO ==== 2Fe+3CO2 高温 铁有延展性、导热性、导电性，铁还能被磁体吸引。 下图利用了铁的哪些物理性质？铁还有哪些物理性质？ 其导电性不如铜和铝， 其熔、沸点较高。 2．铁的物理性质 熔点：1 535℃ 沸点：2 750℃ 密度：7.86 g/cm3 (1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应 ①Fe与非金属单质反应 2Fe +3Cl2 ==== 2FeCl3 3Fe +2O2 ==== Fe3O4 点燃 Fe +S === FeS 二、铁的化学性质？ 现象：火星四射，生成黑色固体 现象：冒出棕褐色的烟 铁变红热，生成黑色固体 ②Fe与非氧化性酸反应(如稀H2SO4) ③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液) Fe + 2H+ === Fe2++ H2↑ Fe + Cu2+ === Fe2++ Cu (1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应 物质类别（x) 单质 氧化物 碱 盐 元素 价态(y) 0 +2 +3 Fe3+ Fe2+ Fe Fe3O4 HCl、S、I2、Cu2+、Ag+ 加弱氧化剂 Cl2、Br2、浓硫酸、稀硝酸（足量） 加强氧化剂 O2、H2O 实验探究 实验装置如图所示： ①先点燃 处的酒精灯， 再点燃 处的酒精灯。 ②用燃着的火柴接触肥皂泡，观察到的现象是 ， 证明生成了 。 ③反应生成黑色磁性氧化物(Fe3O4)，化学方程式为 _______________________________。 湿棉花 铁粉 气泡破裂，气体燃烧，发出轻微爆鸣声 3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4＋4H2 高温 (2) 实验探究高温下铁粉与水蒸气的反应 H2 思考交流 ①上述实验装置中，湿棉花的作用是什么？ 还原铁粉处酒精灯为什么配用金属套筒？ 受热时提供反应所需的水蒸气。 聚集火焰，提高温度。 ②在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前 模具为什么必须进行充分的干燥处理？ 在高温下，铁能与水发生反应。 (2)实验探究高温下铁粉与水蒸气的反应 实验改进 改进装置一 改进装置二 改进：1.改变水蒸气的生成方式 2.加热方式 3.氢气的检验方式   氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 — 颜色、状态 溶解性 类别 铁的价态 1．铁的氧化物 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 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 注意：Fe3O4有固定的组成，是纯净物其化学式可以写成FeO·Fe2O3。 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 稳定性 与CO、C、H2反应 用途 1．铁的氧化物 FeO＋2H＋=== Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3=== 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋=== 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定 稳定 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 Fe3O4用于制录音磁带和电讯器材。 注意：Fe3O4有固定的组成，是纯净物其化学式可以写成FeO·Fe2O3。 红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料 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？ 氧化亚铁不稳定 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（氢气和一氧化碳），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)铁元素性质活泼,自然界中不存在单质铁。 (　　) (2)铁与氯气反应生成FeCl2。 (　　) (3)铁能被磁铁吸引,则任何金属都能被磁铁吸引。 (　　) (4)铁元素在地壳中的含量排在第2位。 (　　) (5)铁在加热条件下与液态水或水蒸气均能反应。 (　　) (6)氧化铁、四氧化三铁都具有磁性。 (　　) (7)Fe2O3常用作油漆、油墨的红色颜料。 (　　) (8)FeO、Fe2O3都能溶于水生成相应的碱。 (　　) × × × 应用体验 × × × × √ 3、四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO·Fe2O3。下列关于Fe3O4的说法不正确的是(　)。 A.Fe3O4中+2价Fe与+3价Fe的物质的量之比为1∶1 B.FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C.Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种价态的铁 D.Fe3O4俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料 2.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是(　　)。 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 A.FeCl3 B.CuCl2 C.FeCl2 D.Fe3O4 A C 5、Fe与水蒸气反应的实验装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)。 A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B.装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O(g) ===Fe2O3+3H2 C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D.点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 B 高温 4、下列说法不正确的是(　　)。 A.铁与纯氧气或水蒸气反应都能生成四氧化三铁 B.铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应 C.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 D.铁在与盐酸或水蒸气的反应中,都作还原剂 c 6.某同学欲在实验室中完成铁与水蒸气反应的实验,装置如图甲、乙所示。   已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。 对比两装置,回答下列问题: (1)如何检查乙装置的气密性?　 (2)乙装置中湿沙子的作用是？ 向H中加入水没过导管口,连接好装置,微热K,若H中导管口出现气泡,停止加热后导管中出现水柱,证明气密性良好  提供水蒸气  已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。 (3)B处发生反应的化学方程式？ (4)该同学认为在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体,装置H必不可少,H的作用是　 (5)对比甲、乙两装置的B和K,你觉得B的优点是　 3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4＋4H2 高温 干燥氢气,降低氢气中水蒸气的含量　。  使用石棉绒,增大水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行　。  $