3.1 铁及其化合物 课件-2026-2027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，涵盖铁的单质、氧化物、氢氧化物及铁盐与亚铁盐。通过“钢铁厂模具干燥处理”的思考导入，衔接铁与水蒸气反应，以实验现象描述、讨论问题及归纳总结为学习支架，帮助学生梳理知识脉络。 其亮点在于突出实验探究（如Fe(OH)₂制备的改进装置）和价类二维图总结，体现科学探究与实践、化学观念。结合Fe³⁺氧化Cu制作印刷电路板等实例，培养科学思维，学生能深化物质转化理解，教师可提升教学效率。

第一节 铁及其化合物 第三章 铁—金属材料 学习内容 一、铁的单质 二、铁的氧化物 三、铁的氢氧化物 四、铁盐与亚铁盐 一、铁的单质 4 矿石中的铁元素： 主要以+2、+3价化合物存在 陨铁 地貌的岩层因含Fe2O3而呈红色 陨铁：以单质形态存在 1.自然界中铁的存在形式 含铁化合物的颜色 2．铁的存在和冶炼 (1)铁的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于______、 和______，居第四位；铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形式存在，但主要以______价和______价化合物的形态存在于矿石[黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)等]中。 氧 硅 铝 ＋2 ＋3 赤铁矿 磁铁矿 (2)铁的冶炼 工业炼铁的原理是用______的方法把铁从铁矿石中提炼出来，其化学 方程式为____________________________。 3.铁的物理性质 纯铁具有______色金属光泽，有良好的延展性、导热性；能导电，但其导电性不如铜和铝；能被磁体吸引。 还原 银白 (2)与盐酸、稀硫酸反应：离子方程式为_________________________。 (3)与盐溶液反应：如与硫酸铜溶液反应的离子方程式为 _____________________。 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 4.铁的化学性质 (1)与非金属单质反应 ①与O2反应：点燃条件下，化学方程式为__________________________；常温下，铁在空气中缓慢氧化生成铁锈(主要成分是____________)； ②与Cl2反应：化学方程式为________________________； ③与S反应：化学方程式为_____________ Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ 3Fe ＋ 2O2 === Fe3O4 点燃 Fe2O3·xH2O 2Fe ＋ 3Cl2 === 2FeCl3 点燃 Fe ＋ S === FeS ∆ 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。这是为什么呢？ 思考： (4)与水蒸气反应 通常铁与冷水和热水均不反应，但高温下铁可与水蒸气反应。 H2 1．铁与水蒸气可以反应，为什么在日常生活中可以用铁壶烧水？ 提示：铁与冷水、热水均不反应，只有在高温条件下才能与水蒸气反应，所以可以用铁壶烧水。另外，我们日常生活中用的铁壶多数是不锈钢(属于合金)壶，比较耐腐蚀。 讨论： 2.陨石中含有Fe-Ni金属，若取少量陨石，将其加入足量的稀盐酸中，你会观察到哪些现象(假设陨石的其他成分不与盐酸反应)？请写出相关反应的化学方程式。 提示：可以观察到有气泡冒出，同时部分固体溶解。 化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、Ni＋2HCl===NiCl2＋H2↑。 铁的还原性 (1)铁与Cl2（Br2、HNO3)等氧化性较强的氧化剂反应，生成＋3价 铁的化合物。 (2)铁与盐酸、硫酸铜、硫单质等氧化性较弱的氧化剂反应，生成＋2价 铁的化合物。 (3)铁在O2中燃烧、高温下与H2O(g)反应，都生成Fe3O4， 钢铁暴露在空气中生成Fe2O3。 5.归纳总结 二、铁的氧化物 1．铁的氧化物 (1)物理性质和用途 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 ______ ________ _______ 铁元素的化合价 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 俗名 — ______ ____________ 色、态 黑色粉末 ________粉末 ______晶体 溶解性 都______溶于水，也______与水发生反应 用途 — 常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 具有磁性，是一种常用的磁性材料 铁红 磁性氧化铁 红棕色 黑色 不 不 (2)化学性质 ①稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成________。 ②与酸反应：FeO和Fe2O3是______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 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋ Fe2＋＋ 4H2O 三、铁的氢氧化物 (1)制备   制备Fe(OH)2 制备Fe(OH)3 操作 现象 生成白色絮状沉淀，迅速变为______色，最终变为______色 生成______色沉淀 有关反应的方程式 Fe2＋＋2OH－=== Fe(OH)2↓，________________________________ ______________________________ 灰绿 红褐 红褐 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 在两只试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。 Fe(OH)3 红褐色絮状沉淀 Fe(OH)2 白色沉淀 白色沉淀 → 灰绿色沉淀 → 红褐色沉淀 归纳性质，写出离子方程式。 为什么氢氧化亚铁会出现这样的颜色变化？ 18 (2)氢氧化物性质对比 氢氧化亚铁Fe(OH)2 氢氧化铁Fe(OH)3 制 法 颜 色 溶解性 稳定性 与酸反应 Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ (隔绝空气) Fe3+ + 3OH- ＝ Fe(OH)3↓ 白色固体 红褐色固体 难溶于水 难溶于水 受热易分解 极易被空气中氧气氧化成 氢氧化铁 4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3 Fe(OH)2+2H+＝Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O 在实验室里，如何制备得到Fe(OH)2？思考并完成下列表格。 Fe(OH)2被氧化的原因 配制试剂的蒸馏水要煮沸 ①在FeSO4溶液的液面上加少量苯（或植物油） ②胶头滴管插入液面下加入NaOH溶液 改进装置一 反应试剂中溶有氧气 试剂与空气接触 改进方法 (3)思考与讨论 【改进装置二】 NaOH溶液 操作： 先 止水夹，在试管Ⅱ出口处 ，当 后， 止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强 ，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入 . 稀H2SO4 铁屑 打开 收集氢气并验纯 关闭 增大 Ⅱ中 氢气纯净 【其它改进装置】 铁粉 稀硫酸 NaOH溶液 (1）先加稀硫酸，再加NaOH溶液； (2）铁粉的作用： ① 与稀硫酸反应，产生氢气，排出氧气； ②防止Fe2+被氧化。 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去其中的氧气。 (2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。 (4)实验室制备Fe(OH)2装置的改进总结 制备Fe(OH)2的关键 制备Fe(OH)2的关键是降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量 1．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是(　　) ①过量的Fe和Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应 ③FeCl2溶液中通入少量Cl2 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 A．① B．①③ C．①②③ D．全部 当堂训练 B 2.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图2所示。下列推断不合理的是（ ） A. a可与e反应生成b B. b既可被氧化，也可被还原 C. 可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D. 可存在b→c→d→e→d的循环转化关系 C 四、铁盐及亚铁盐 1.Fe3+具有较强的氧化性 与Fe反应：______________________________。 与Cu反应：______________________________。 与 I- 反应：_____________________________。 2Fe3＋ ＋ Fe = 3Fe2＋ 2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋ Cu2＋ 2Fe3＋＋ 2I－ = 2Fe2＋＋ I2 氧化性：Fe3+＞Fe2+ 氧化性：Fe3+＞Cu2+ 氧化性：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ 了解FeCl3制作印刷电路板 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。 Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+ 2.Fe2+既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。 与Cl2反应：___________________________________。 与H2O2反应：____________________________________。 与MnO4－反应：___________________________________。 2Fe2＋＋ Cl2 = 2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe2+ ＋ H2O2＋2H+ = 2Fe3+＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+ = 5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 环保，不引入新杂质 补充： MnO4-在酸性环境下还原产物是Mn2+, 在碱性环境下还原产物是MnO42-, 在中性环境下还原产物是MnO2 3.Fe2+、Fe3+的检验 方法 Fe2+ Fe3+ 观察法 浅绿色 棕黄色 加碱法(NaOH) KSCN★ 硫氰化钾 (硫氰酸钾） K3[Fe(CN)6]溶液 铁氰化钾 KMnO4(H+) 紫色褪去（还原性） 无明显现象 淀粉- KI 无明显现象 溶液变蓝（氧化性） Cu 无明显现象 铜片溶解且溶液变为蓝色（氧化性） 白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀 红褐色沉淀 加入后无明显现象， 再通入氯水或加入氯气， 溶液变红。 产生蓝色沉淀 无明显现象 Fe3+＋ 3SCN－= Fe(SCN)3 变成血红色溶液（特征反应） 4.Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 Fe Fe2+ Fe3+ 强氧化剂， 如Cl2、Br2、HNO3等 弱氧化剂， 如I2、S、Cu2+等 强氧化剂， 如H2O2、ClO-、MnO4-(H+)等 还原剂， 如I-、S2-、Fe、Cu等 还原剂， 如CO、C、Al等 还原剂， 如CO、C、Al等 5.Fe2+、Fe3+的除杂 【铁及其化合物-小结】 铁及其化合物 铁单质 铁的3种氧化物 与强弱氧化剂反应 与H2O(g)反应 物性、俗名、矿石等 价态及反应 铁的2种氢氧化物 Fe(OH)2的制备及氧化 铁盐 Fe2+、Fe3+的检验 Fe2+、Fe3+的转化 【当堂过关】 1．欲证明某溶液中只含有Fe2＋不含Fe3＋，进行如下实验操作时最佳顺序为 (　　) ①加入少量氯水　②加入少量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 加KSCN溶液 通Cl2/加氯水 C 2. 制印刷电路常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生反应为 2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2。 向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ） A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜 C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无 B 铁元素的价类二维图 0 元素价态 物质类别 +2 +3 +6 单质 氧化物 碱 盐 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeCl3 FeCl2 K2FeO4 38 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 实验装置 实验现象 试管中得到黑色固体，用燃着的火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和 ______，化学 方程式为______________________________________ 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3 FeCl2 加入氯水或H2O2溶液 FeCl2 FeCl3 加入过量铁粉后过滤 FeCl2 CuCl2 加入过量铁粉后过滤 解析：反应①、②中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，反应③中没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应。 (2)向B的溶液中滴入几滴KSCN溶液后，可观察到的现象是_____________。 解析：含铁离子溶液遇KSCN溶液变为红色，则向B的溶液即氯化铁溶液中滴入几滴KSCN溶液后，可观察到的现象是溶液变为红色。 ①② 溶液变为红色 3．已知A、B、C均为含铁化合物，根据以下四种物质的转化过程回答相关问题： (1)反应①、②、③中属于氧化还原反应的是________(填序号)。 (4)写出反应②的离子方程式_____________________________。 (3)C的化学式为________。 解析：氯化铁溶液与铁单质反应生成氯化亚铁，化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 Fe(OH)3 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (5)选择合适的试剂也可以实现B转化为A，写出利用你选的试剂实现该转化的化学方程式________________________。 解析：反应②为氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 $