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，涵盖铁的存在形式、冶炼方法、单质性质、氧化物、氢氧化物、盐及Fe²⁺与Fe³⁺的鉴别等核心内容。通过“自然界中的铁”“人体中的铁元素”等生活化问题导入，衔接铁的冶炼原理，再从物质类别和化合价角度系统分析铁单质的化学性质，构建“存在-制备-性质”的知识支架。 其亮点在于以价类二维图整合物质类别与价态关系，强化化学观念；通过“铁与水蒸气反应实验改进”“Fe(OH)₂制备防氧化措施”等探究活动，培养科学思维与科学探究能力。例如利用KSCN溶液鉴别Fe³⁺、设计实验验证Fe₃O₄中价态，结合生活实例如补铁药物、红砖青砖成分分析，帮助学生深化理解，教师可借助结构化知识体系提升教学效率。

人教版化学必修一 第三章 铁 金属材料 第1节 铁及其化合物 高一化学备课组 Q1：你了解铁在自然界中的存在形式有哪些？ 自然界中的铁 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居金属第2位 陨铁(Fe) 磁铁矿 赤铁矿 陨铁是铁的单质，但是铁主要以化合物的形式存在于矿石中。 Q2：你了解铁的冶炼方法有哪些？ 1：以赤铁矿为例，分析古法炼铁原理，写出炼铁炉内反应的化学方程式。 2、铝粉和三氧化二铁粉末混合，高温下可以置换出铁单质，写出化学方程式。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3 阅读课本P66 资料卡片，了解人体中的铁元素 铁是人体必需的微量元素，是红细胞的组成成分之一，也是生物酶的组成成分 含有Fe2+的血红蛋白具有携氧功能， 富含铁元素的食品 生活中的化学 铁是银白色金属，铁有良好的导电性、导热性和延展性 一、铁的单质——Fe ①铁粉黑色 ②可以被磁铁吸引 注意 1、铁的物理性质 下列关于铁的叙述中错误的是（ ） 纯净的铁是光亮的银白色金属但铁粉是黑色 铁能被磁体吸引 铁是地壳中含量最多的金属元素 铁具有延展性和导热性，可制作炊具 C 课堂练习1： ①与非金属的反应： ②与酸的反应： ③与某些盐的反应： 3Fe+2O2 Fe3O4 点燃 Fe + Cu2+ Cu+Fe2+ Fe + 2H+ Fe2++H2↑ 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 点燃 2、铁的化学性质 思考：从物质类别角度来看，铁属于哪类物质？有哪些化学性质？ 课本P65 金属的通性 Fe — 2e— = Fe2+ Fe — 3e— = Fe3+ 小结： 根据所学知识，推测铁与水反应的产物。 Fe + H2O —— 思考：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前必须进行充分的干燥处理，不得留有水，这是为什么呢？ 我们用铁锅烧水、煮饭。说明铁与冷水、热水都不反应。 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 + H2O —— Fe Fe3+ 或 Fe2+ 化合价升高 只有H2O 中的H化合价降低，还原产物 H2 根据下列表格判断氧化产物 【实验】铁与水蒸气的反应 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。 ①试管口略向下倾斜； ②酒精灯先加热湿棉花，有水蒸气后，再移至铁粉位置； 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。 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 【思考与交流】 1.在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前必须进行充分的干燥处理，不得留有水，这是为什么呢？ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 金属性越强，越容易与水反应，反应越剧烈 2.比较钠和铁分别与水的反应，总结金属与水的反应规律 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 避免高温下铁与水反应，生成四氧化三铁 课堂练习2：（2025·全国·高一）铁和下列物质反应，能生成+3价化合物的是( ) ①O2；②S；③HCl；④CuCl2；⑤HNO3；⑥氯气；⑦H2O A．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥ C 课堂练习3：下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（ ）A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3价 C．铁在氯气中燃烧如果铁过量会生成FeCl2 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 D　　 (1)物质A、C的化学式分别是：A_______、C_______。 (2)写出反应③的离子方程式：___________________________； (3)写出铁和水蒸气在高温条件反应的化学方程式：_________________________________________。 课堂练习4：金属单质A可发生以下反应。试判断： Fe3O4 Fe Fe + Cu2+ Cu+Fe2+ 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 你觉得这个实验存在哪些不足之处吗？ 1.水蒸气供量不充分 2.氢气的检验存在危险。 实验改进 改进装置一 改进装置二 改进装置三 课堂练习5：某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法错误的是( ) A．a、b两个装置中应先点燃a处的酒精(喷)灯 B．b中反应的化学方程式为 C．d的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2 D．e中的现象是红色粉末变黑 D 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 0 +2 +3 Fe(OH)3 Fe3+ Fe(OH)2 Fe2+ FeO Fe Fe3O4 Fe2O3 铁及其化合物的价类二维图 物质类别 单质 氧化物 碱 盐 元素 价态 0 +2 +3 课堂小结 强氧化剂Cl2 硝酸等 弱氧化剂H+ Cu2+等 O2 H2O等 Fe2O3 FeO Fe3O4 二、铁的氧化物 根据铁常见的化合价有+2和+3 阅读课本P66-67第一段，观察上述图片，整理铁的氧化物的物理性质 注意：Fe3O4有固定的组成，是纯净物其化学式可以写成FeO·Fe2O3。 铁的氧化物有FeO 、 Fe2O3和Fe3O4 分析Fe3O4中铁的化合价 化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 铁元素化合价 俗称 —— 色、态 水溶性 用途 —— FeO Fe2O3 Fe3O4 +2 +3 +2、+3 铁红 磁性氧化铁 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 均不溶于水 1、物理性质 红色油漆和涂料、炼铁原料 制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉 思考：如何验证铁与水蒸气反应的固体是Fe3O4 3Fe + 4H2O(g) = Fe3O4 + 4H2 高温 ? 参考方法： 1.观察冷却后固体的颜色 2.试管冷却后，利用铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。 2、化学性质 从物质分类的角度： 铁的氧化物有FeO 和Fe2O3都是碱性氧化物 FeO + 2H+ =Fe2+ +H2O Fe2O3 +6H+ =2Fe3+ +3H2O ①与酸反应 Fe3O4 +8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ +4H2O 注意：Fe3O4不是碱性氧化物，但也可以和酸反应。 从化合价的角度： ②做氧化剂被还原剂（C CO H2 Al等还原为单质铁） 铁的氧化物有FeO 和Fe2O3都可以做氧化剂 FexOy+yCO xFe+yCO2 Fe3O4+ 2C 3Fe + 2CO2 Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3 FeO + H2 Fe + H2O ③ FeO还具有还原性和Fe2O3还具有氧化性 6FeO + O2 2Fe3O4 FeO的不稳定性 FeO可以被氧化性酸硝酸氧化为硝酸铁 Fe2O3可以被还原性酸HI等氧还原为亚铁盐 Fe2O3+6H++2I－==2Fe2++3H2O+I2 3FeO+10H++NO3－==3Fe3++5H2O+NO↑ 1、物理方法：外观为红色的为氧化铁，用磁铁靠近两种黑色固体，能被磁铁吸引的为Fe3O4 ，否则为FeO。 若与盐酸反应生成绿色溶液，则氧化物为FeO； 若与盐酸反应生成黄色溶液，则氧化物为Fe2O3 若与盐酸反应生成黄绿色溶液，则氧化物为Fe3O4 2、化学方法：和酸反应生成溶液的颜色。 思考：如何鉴别三种铁的氧化物？ 课堂练习1、铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓硝酸中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和 Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（ ） A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3 C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3 B 红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料 两者颜色不同的原因是两者所含的铁的氧化物是不一样的，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？ 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。 身边的化学 三、铁的氢氧化物 铁元素的氢氧化物有两种，氢氧化亚铁[Fe(OH)2 ]、和氢氧化铁[Fe(OH)3 ] Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理性质：氢氧化亚铁：白色絮状固体 氢氧化铁：红褐色固体 1：铁的氢氧化物的制备 金属的氢氧化物通常有以下几种方案： ✭单质和水反应 ✭氧化物和水反应 ✭可溶性盐和碱溶液反应 如何制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2 ？说出你选择此法的理由 分析：根据铁和水蒸气的反应，可知方案1不可行；根据铁的氧化物的水溶性，可知方案2不可行，因此采用方案3。 【实验3-1】 NaOH→FeCl3 NaOH→FeSO4 产生红褐色沉淀 沉淀：白色→灰绿→红褐色 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 实验现象及其原因 思考：为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？ 氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化成氢氧化铁 在制备氢氧化亚铁时应采取哪些措施防止其被氧化? 课本P68思考与讨论：如何制取纯净氢氧化化亚铁？ 分析： Fe(OH)2会氧气氧化，因此实验室中得Fe(OH)2的关键是防止氧气干扰。其中包括溶液中的氧气干扰与空气中氧气的干扰。 用长胶头滴管吸取NaOH溶液后，把滴管插入FeSO4溶液底部，再挤出NaOH溶液。 方法一： 有机层覆盖：可以采取加煤油，隔绝空气的方法，再进行操作。 方法二： 加热NaOH溶液驱赶O2后冷却，再制备Fe(OH)2。 方法三： 方法四： 还原性（惰性）保护气：在制备Fe(OH)2的试管中充满氮气或氢气以赶走空气。 【思考】　如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题： (1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过______________，目的是___________。 (2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是________________________________________________。 (3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的_____________________________________________。 加热煮沸　 赶走溶解的氧气 隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化 防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2 课堂练习2：下列各组实验装置中能较长时间看到氢氧化亚铁白色沉淀的是（ ） A.①②③④⑤ B. ①②⑤ C.①②③④ D. ②④⑤ B 36 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有： (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 制取纯净氢氧化化亚铁的实验方法小结： 2：铁的氢氧化物的化学性质 从物质分类的角度： Fe(OH)3 、Fe(OH)2 都是不溶性碱 ①与酸反应 Fe(OH)2 + 2H+ == Fe(OH)3 + 3H+ == Fe2+ + 2H2O； Fe3+ + 3H2O； ②加热分解： △ 2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3 H2O： Fe(OH)2 FeO + H2O(隔绝空气) 思考：Fe(OH)2 在空气中灼烧能得到FeO固体吗？ 从化合价的角度： ③Fe(OH)2 有还原性 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 Fe(OH)2 可以被氧化性酸硝酸氧化为硝酸铁 Fe(OH)3可以被还原性酸HI等还原为亚铁盐 3Fe(OH)2 +12H++NO3－==3Fe3++8H2O+NO↑ 2Fe(OH)3+6H++2I－==2Fe2++6H2O+I2 课堂练习3：下表是有关反应的离子方程式及对离子方程式的评价，其中评价正确的是（ ） 选项 离子方程式 评价 A 将铁粉加入CuSO4溶液中：Fe+Cu2+=Fe2++Cu 正确 B 将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3+6H++2Cl-=2Fe2++Cl2↑+3H2O 正确 C 铁粉与稀硫酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ 正确 D 向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H++OH-=H2O 正确 A　　 课堂练习4：下列有关铁元素的叙述中正确的是(　　) A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳性:Fe(OH)2<Fe(OH)3 B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3 C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HI=FeI3+3H2O D.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 A　　 物质类别 氧化物 碱 盐 单质 元素 价态 0 +2 +3 +6 Fe(OH)3 Fe3+ Fe(OH)2 Fe2+ FeO Fe Fe3O4 Fe2O3 课堂小结 铁及其化合物的价类二维图 FeSO4 Fe2(SO4)3 FeCl2 FeCl3 四、常见的铁盐和亚铁盐 01 Fe2+：浅绿色 Fe3+：棕黄色 物理性质： 1、亚铁盐和铁盐的化学性质（从化合价和类别预测） 从物质类别的角度——盐的通性 亚铁盐 铁 盐 FeCl2 FeCl3 碱 Fe(OH)2 碱 Fe(OH)3 既具有还原性，又具有氧化性 氧化性 +2 +3 FeCl2 FeCl3 从化合价的角度——氧化性和还原性 【实验3-2】 FeCl3溶液 FeCl2溶液 加入KSCN溶液 无明显现象 溶液呈红色 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 （红色） FeCl3溶液 加入过量铁粉 滴入KSCN溶液 取上层清液滴入氯水 溶液由棕黄色变为浅绿色 无明显现象 溶液呈红色 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl- 【实验3-3】 从物质类别的角度——盐的通性 ①与碱的反应 ②与盐的反应 ③与酸的反应 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ FeCl3+ AgNO3 = Fe(NO3 )3+3AgCl↓ FeSO4+ BaCl2 = FeCl2+BaSO4 ↓ FeCO3+ 2HCl= FeCl2+H2O+CO2↑ Fe2++Zn=Fe+Zn2+ ④与活泼金属的反应 2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+ Fe2+与Fe3+表现氧化性 Fe +2 Fe +3 Fe ① 弱氧化剂 S、Cu2+、H+、Fe3+、I2 ④ 还原剂 Zn、CO、C、H2 ③ 强氧化剂 Cl2、Br2、HNO3、H2O2、KMnO4 ⑥ 还原剂 Fe、Cu、I-、S2- ② 强氧化剂 Cl2、Br2、HNO3、KMnO4 ⑤ 还原剂 CO、C、H2 课本P69思考与交流 还原性 氧化性 既有氧化性又有还原性 从化合价的角度——氧化性和还原性 2Fe2+ +Cl2==2Fe3++2Cl- 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe2+ Fe3+ 强氧化剂 Cl2、Br2、HNO3、H2O2（H+）、KMnO4（H+） ⑤Fe2+有强还原性 2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+ 2Fe3++2HI==2Fe2++2H++I2 2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++4H++SO42- 2Fe3++Fe==3Fe2+ ⑥FeCl3 具有氧化性 Fe2+ Fe3+ 还原剂 Fe、Cu、I-、SO2、S2- 制作过程： 先在塑料板上镀上一层铜，然后在设计好的铜线路上涂上一层石蜡，把板浸到氯化铁溶液中，没有在线路上的铜即没有被石蜡覆盖住的铜就被反应掉。 阅读课本P70——利用覆铜板制作图案 思考与讨论(1)在上述实验中，发生 了什么化学反应， 生成的主要产 物是什么？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。 (2)为使使用后的“腐蚀液” 能得到充分利用，如何处理使用后的“腐蚀液”? Cu + 2FeCl3= 2FeCl2+ CuCl2 成分：FeCl3、FeCl2、CuCl2 回收：FeCl3、Cu 课堂练习1、为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( ) A．② B．③ C．③④ D．①②③④⑤ C 课堂练习2、除去下列物质中含有的少量杂质，写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式: (1)FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质; (2)FeCl3溶液中含有少量的FeCl2杂质; (3) FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。 所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 所用试剂为Cl2，反应的离子方程式是: 2Fe2++Cl2 =2Fe3+ +2C1- 所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: Fe+Cu2+=Fe2++Cu 课堂练习3、下列各组离子，能在溶液中大量共存的是（ ） A．Ba2+、Na+、Cl-、SO42- B．H+、Fe2+、Cl-、MnO4－ C．K+、OH-、SO42-、HCO3- D．Fe3+、Al3+、NO3－、H+ 注意：与Fe3+ 和Fe2+ 有关的离子共存问题 ①Fe3+与I-、S2-、 HS2-、 SO32- 、 HSO3- 等因发生氧化还原反应不能共存。 ②Fe2+与MnO4-、NO3- (H+)、 ClO-等因发生氧化还原反应不能共存。 D 课堂练习4、为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和硫酸亚铁晶体，某小组设计并完成了以下实验。 下列说法正确的是（ ） A．固体X中只含有Cu B．试剂B是稀硫酸 C．溶液Z中的溶质为FeSO4和CuSO4 D．操作I用到的玻璃仪器只有烧杯和玻璃棒 B 鉴别方法   Fe3+ Fe2+         浅绿色溶液 棕黄色溶液 立即产生 红褐色沉淀 加KSCN溶液后无明显现象再加入氯水或双氧水溶液呈血红色 血红色 加KSCN溶液 加碱溶液 观察颜色 产生白色沉淀迅速变灰绿色最终呈红褐色 2、 Fe2+、Fe3+的鉴别 答题模板：取少量样品→加入试剂→观察现象→得出结论 课本P71——如何检验食品中的铁元素？ 菠菜中铁元素的检验方法 取样 研磨 溶解 过滤 检验 思考：稀硝酸的作用？离子方程式 3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O 思考：如何证明四氧化三铁中铁元素的化合价为+2、+3价？ 1.加热的酸溶解 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O 2.用KSCN检验Fe3+ 3....... Fe2+有强还原性，可以使强氧化性的酸性高锰酸钾溶液褪色 思考：溶解时用盐酸、硝酸还是硫酸？为什么？ 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 溶解不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 也不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、 KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 课堂练习5、选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+；乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是（ ） B 身边的化学 补铁药物 密封包装 薄膜防止Fe2+被氧化 ？ Vc会有什么作用？ 课堂练习6、已知有以下物质相互转化 试回答：（1）写出下列物质化学式：B_____；D_____；F__________。（2）C溶液为_______，电离方程式为___________。（3）写出由E转变成F的化学方程式_______________________________。（4）用KSCN鉴别G溶液的现象___________；向G溶液加入A的有关离子反应方程式_____________________。 FeCl2 KCl Fe(OH)3 KOH KOH=K++OH- 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 红色 2Fe3++Fe= 3Fe2+ $