3.1.1铁单质课件 2026-2027学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

该高中化学课件聚焦铁单质，系统涵盖其存在形式、物理性质、化学性质及冶炼方法。以“黑色金属三剑客”设问导入，通过“寻铁—炼铁—识铁—护铁”任务链构建学习支架，衔接铁的存在、冶炼到性质探究的逻辑，帮助学生逐步深入理解铁单质知识。 其亮点在于以实验探究为核心，如铁与水蒸气反应的实验设计及装置改进，结合问题驱动（如“铁与水反应条件”）和生活实例（铁锅、食品干燥剂）。通过对比（与钠性质类比）、归纳（反应规律表格）构建知识体系，培养科学探究与实践、科学思维能力，既助学生深化对铁性质的理解，又为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

高中化学必修第一册(2019人教版) 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第1课时 铁单质 你知道黑色金属吗？ 今天，我们就来学习下三剑客之一 —— 铁！ 黑色金属“三剑客” 铁 锰 铬 新课导入 【问题1】Fe在自然界中以什么形式存在？ 0 +2 +3 陨铁 菱铁矿 FeCO3 黄铁矿 FeS2 Fe 赤铁矿 Fe2O3 磁铁矿 Fe3O4 人类最早使用的铁， 是来自太空的陨铁 游离态 主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中 化合态 任务一 寻铁 浅黄铜色， 常被误认为是黄金，故又称为"愚人金" 感受铁的存在 感受铁的存在 铁元素在地壳中的含量排在第四位， 仅次于氧硅铝，是含量第二多的金属元素。 任务一 寻铁 【问题2】Fe元素在地壳中的含量如何？ 【思考1】Fe元素在地壳中的含量远远大于铜，为什么人类是先使用铜， 而不是先使用铁呢？ 铁的金属活动性比铜强。 金属越活泼，越以化合物形式存在，提炼出单质的条件越高。 任务二 炼铁 图3-3 战国时期的铁器—铁火盆 Fe2O3＋3CO === 2Fe＋3CO2 高温 用热还原法把铁从铁矿石中提炼出来 CO是气体物质，能够充分地与矿物接触 Fe2O3 + 2Al ==== 2Fe + Al2O3 高温 铝热反应 【问题3】怎么把铁从矿石中提炼出来？ 用砂纸打磨铁钉、铁丝、铁片，观察并总结铁的物理性质 任务单： ① 用砂纸打磨铁钉，对比 “打磨前后颜色”， 联想 “铁锅为什么用砂纸打磨后变亮”； ② 弯折铁丝、按压铁片，感受 “延展性”， 联想 “铁轨如何从铁块轧成薄片”； ③ 观察铁粉颜色，对比 “铁丝与铁粉颜色差异”， 思考 “食品干燥剂中铁粉为什么是黑色”。 任务三 识铁 ①有银白色的金属光泽、有延展性和导热性。 ②能导电，但其导电性不如铜和铝。 ③能被磁铁吸引，被磁化。 ④熔点：1535℃； 沸点：2750℃； 密度：7.86g/cm3。 任务三 识铁 铁粉 铁粉的晶体几何形状被破坏，铁粉没有吸收完的光被漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。 铁单质的物理性质： 【问题4】根据已学知识并结合铁在生活中的用途，归纳出铁的物理性质。 8 典型的变价金属 +2、+3 在化学反应中易失2e-或3e-个电子，表现 性。 还原 【思考2】根据钠的化学性质分析过程，推测铁的化学性质？ +11 2 8 1 易失电子 +11 2 8 Na Na+ 学习元素的一般思路： 原子结构 性质 强还原性 典型的活泼金属 掌握铁的化学性质 任务三 识铁 Fe 氧化剂 【问题5】既然Fe有还原性，推测Fe可与什么物质反应？ 【思考3】什么物质可以充当氧化剂？(类比Na的化学性质） 与 反应 酸 与 反应 与 反应 非金属 盐 与O2、Cl2、S等 与HCl、H2SO4等 与FeCl3、CuSO4等 Na O2、Cl2、S H2O CuSO4 HCl 与 反应 水？ 任务三 识铁 （1）与非金属单质反应 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 Fe＋S===FeS 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 常温下铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈：Fe2O3·xH2O 剧烈燃烧，生成棕红色烟 剧烈燃烧，火星四射 生成黑褐色固体 任务三 识铁 （2）与酸反应 本质：Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑ 常温下，Fe（或Al）遇浓硫酸（或浓硝酸）会钝化。 金属钝化：某些金属在特定条件下与强氧化剂接触后，金属表面形成致密 的氧化膜，阻止反应的进一步发生。 √常温下可以用铁桶或者铝制容器盛放浓硫酸或浓硝酸。 与盐酸、稀硫酸反应： Fe＋H2SO4 = FeSO4＋H2↑ Fe＋2HCl = FeCl2＋H2↑ Fe与浓硝酸、 浓硫酸反应 Fe + 6HNO3(浓) == Fe (NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O △ 常温下，发生钝化 加热后可以反应 2Fe + 6H2SO4(浓) == Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O △ 任务三 识铁 Fe+4HNO3（稀）= Fe(NO3)3+ NO↑+ 2H2O Cu + 4HNO3(浓) == Cu (NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 加热条件下：Cu + 2H2SO4(浓) == CuSO4 + SO2↑ + 2H2O △ Cu与Fe的化学性质类比 拓展知识 1.Cu不能和酸反应放出H2，但可以与氧化性酸反应 2.Cu与硝酸在常温下反应 3Cu + 8HNO3(稀) == 3Cu (NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 【问题6】什么是氧化性酸？和酸的氧化性有什么不同？ 酸的氧化性： 氧化性是酸中的H+显现出来的，即H+的化合价发生升降 氧化性酸：除了H、O元素之外的中心元素在化学反应中表现出强氧化性 一般是含氧酸，浓、稀硝酸，浓硫酸，高锰酸，氯酸，次氯酸，亚氯酸，高氯酸，亚硝酸等 判断是否为氧化性酸：酸中除氢离子H+以外是否还有强于H+氧化性的结构 “非氧化性酸”有盐酸、稀硫酸、醋酸等 任务三 识铁 Cu + 4HNO3(浓) == Cu (NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 加热条件下：Cu + 2H2SO4(浓) == CuSO4 + SO2↑ + 2H2O △ Cu与Fe的化学性质类比 拓展知识 1.Cu不能和酸反应放出H2，但可以与氧化性酸反应 2.Cu与硝酸在常温下反应 3Cu + 8HNO3(稀) == 3Cu (NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 【问题6】什么是氧化性酸？和酸的氧化性有什么不同？ 酸的氧化性： 氧化性是酸中的H+显现出来的，即H+的化合价发生升降 氧化性酸：除了H、O元素之外的中心元素在化学反应中表现出强氧化性 一般是含氧酸，浓、稀硝酸，浓硫酸，高锰酸，氯酸，次氯酸，亚氯酸，高氯酸，亚硝酸等 判断是否为氧化性酸：酸中除氢离子H+以外是否还有强于H+氧化性的结构 “非氧化性酸”有盐酸、稀硫酸、醋酸等 任务三 识铁 （3）与盐反应 Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 与CuSO4溶液反应： 铁表面有红色物质析出，溶液变为浅绿色 与FeCl3溶液反应： Fe + 2FeCl3 == 3FeCl2 任务三 识铁 三、铁的化学性质 学生小结：Fe与物质反应的一般规律？ 化学性质 化学方程式举例 ①Fe与非金属单质反应 ②Fe与酸反应(H2SO4) ③Fe与盐溶液反应(CuSO4) Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 结论： 铁单质有还原性，一般遇弱氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)被氧化为＋2价，遇强氧化剂(如氯气等)被氧化为＋3价。 任务三 识铁 Fe 与 反应 酸 与 反应 与 反应 非金属 盐 Na O2、Cl2、S H2O CuSO4 HCl 与 反应 水 【思考4】类比Na的化学性质，Fe还能发生哪些反应？ ？ 任务三 识铁 【思考5】金属单质钠能与水反应，那么金属单质铁能不能与水反应？ 请同学们根据生活经验，推测铁是否具备与水反应的可能性？ 【思考6】为什么将高温红热的铁放入水中， 水中会出现火焰？ 用铁锅烧水、煮饭。 说明铁与水在温度较低时不反应。 资料卡片： 水的分解温度高达2000℃以上；而红热的铁只有1000多℃ 任务四 护铁 【问题6】高温下，Fe与水反应吗？ ②实验时，是先加热湿棉花还是 先加热还原铁粉？ ③肥皂液的作用？若换成泡泡水有 什么不同？ ④该实验中湿棉花的作用是什么？ ①实验现象？ 先加热湿棉花，有水蒸气后， 再点燃酒精灯加热还原铁粉 收集氢气。吹泡泡水更易气泡。 提供水蒸气 铁粉逐渐红热，烧杯中产生大量的肥皂泡，点燃气泡会发出爆鸣声，反应后试管内固体为黑色。 任务四 护铁 【思考7】利用所学知识和材料信息，推测铁与水作用的产物？ 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 任务四 护铁 3Fe＋4H2O(g) === Fe3O4＋4H2 高温 【实验探究】 取铁与水蒸气反应后的黑色粉末于试管中，加入稀盐酸溶解，再加入KSCN溶液，观察实验现象。 稀盐酸 KSCN溶液 有气泡冒出， 溶液变成黄色。 加入KSCN， 溶液变成红色。 实验结论： 反应后的黑色粉末里有未反应完的铁粉，另外还生成了新的物质四氧化三铁。 反应原理： 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 高温 资料卡片 硫氰化钾（KSCN）溶液是 用于检验Fe3+的灵敏试剂， SCN-与Fe3+结合溶液变成红色。 任务四 护铁 实验结论 实验注意点： ①试管口略向下倾斜； ②先加热一会后再接导管到肥皂水中； ③结束时，先撤导管，再移酒精灯。 任务四 护铁 3Fe＋4H2O(g) ====Fe3O4＋4H2 高温 水蒸气 发生装置 铁与水蒸气反应装置 氢气收集检验装置 铁与水蒸气的反应装置可以怎么改进? 【实验探究】实验装置的改进 ①改变水蒸气的生成方式 ②氢气的收集方式。 装置可以有哪些改进点？ 任务四 护铁 Mg＋2H2O(热水)==Mg(OH)2＋H2↑（缓慢反应） Δ 2Al＋6H2O(沸水)====2Al(OH)3＋3H2↑ ( 极困难) 煮沸 镁、铝与水的反应 ［小结］根据金属活动顺序表，金属与水反应有何规律？ 【知识拓展】 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 与H2O(g)反应， 产生氧化物和H2 冷水 热水 沸水 不能与水反应 任务四 护铁 【思考8】为什么锻打的铁剑需要淬火呢？这里面的反应原理是什么呢？ 淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，淬火可以改善某些特殊钢的材料性能或化学性能，如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。 铁剑铸造是我国的一项传统技艺，铸剑师选择合适的原料，加热熔化后倒在一个模具中，冷却，经捶打、打磨、淬火而成。淬火就是把捶打过的铁剑再烧红、趁热放入冷水中。 淬火后的铁剑更锋利、更耐腐蚀。 淬火过程中剑身表面的铁与水发生反应生成了一层坚硬致密的铁的氧化膜（如Fe3O4)。 任务四 护铁 刷油漆 包裹塑料层 镀层 还可以制成一些耐腐蚀的合金，还有一些电化学的防护方法。 随堂演练 1.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是(　　) B 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．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 高温 27 2.某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。 (2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。 (3)D的作用是 。 (4)E中的实验现象是 。 (5)A 、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯 ) ，点燃 E处酒精灯之前应进行的操作是 。 收集H2并检验其纯度 产生水蒸气 防止加热时液体暴沸 吸收未反应的水蒸气，干燥H2 黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成 A 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 高温 （强还原性） 金属的防护措施 $