第7讲 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，涵盖铁单质、氧化物、氢氧化物及铁盐的性质与转化，通过生活铁制品情境导入，类比钠及其化合物研究思路建构学习支架，帮助学生形成物质类别研究框架。 其亮点在于以实验探究为核心，如Fe(OH)₂制备的避氧操作、铁与水蒸气反应等，培养科学探究与实践能力。通过化合价理论分析Fe²⁺与Fe³⁺转化，强化物质结构决定性质的化学观念，结合“铁三角”解决除杂问题，提升科学思维。学生能深化知识理解与应用，教师可依托结构化资料实施高效教学。

铁及其化合物 学习目标 1.结合生活中铁制品，了解铁单质、铁的氧化物的性质及用途。2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识。 3．通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 4.依据化合价理论，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径，强化变化观念。 5．通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。 PART 01 铁的单质 金属及其化合物的研究思路 活动：类比钠及其化合物的研究思路，建构铁及其化合物的研究思路 Na Na2O Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3 NaCl 物质类别 金属单质 金属氧化物 碱 盐 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2+ Fe3+ 铁的单质 ❓ 铁在哪里？ 如何获得铁呢？ 铁的单质 陨铁(Fe) 磁铁矿 赤铁矿 单质形态：存在于 中。 铁元素在自然界中的存在形态和含量 化合物形态：主要以 价和 价存在于矿石中。 铁在地壳中的含量：占第 位。 陨铁 +2 +3 四 铁的单质 高炉炼铁的主要原料是什么？ 铁矿石、焦炭和石灰石 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 铁的单质 铁的物理性质 铁是银白色金属，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。 熔点：1 535℃ 沸点：2 750℃ 密度：7.86 g/cm3 铁的单质 1.铁的化学性质——与非金属单质的反应 （1）与O2反应 （纯氧） 问题：铁与氧气常温下可以反应吗？ 铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层—氧化铁（红褐色Fe2O3） 4Fe + 3O2 == 2Fe2O3 铁锈成分：Fe2O3·xH2O 思考：铁在什么情况下会生锈，如何防止铁生锈？ 在潮湿的空气中会生锈,生活中多采用油漆等涂层方式隔绝O2，防止铁生锈 铁的单质 1.铁的化学性质——与非金属单质的反应 （2）与Cl2反应 +3 （3）与S反应 +2 Cl2的氧化性大于S的氧化性 铁的单质 2.铁的化学性质——与水的反应 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 铁的单质 3.铁的化学性质——与酸的反应 Fe与非氧化性酸反应(稀H2SO4): Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ Fe与氧化性酸反应(稀HNO3): Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO↑ +H2O 注：铁在常温下与浓H2SO4、浓HNO3发生“钝化”形成致密的氧化膜，阻止铁与浓硫酸和浓硝酸继续反应，所以可以用铁制容器盛放和运输浓硫酸和浓盐酸。 铁的单质 4.铁的化学性质——与盐的反应 Fe与某些盐溶液反应(CuSO4、FeCl3) Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ 铁与不同物质反应时，可能被氧化生成＋2价或＋3价的化合物，与什么因素有关？有何规律？ 跟氧化剂的氧化性强弱有关。 铁与弱氧化剂如S、稀硫酸(H＋)、硫酸铜溶液(Cu2＋)反应，生成＋2价的化合物； 铁与强氧化剂如氯气硝酸等反应，生成＋3价的化合物。 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 牛刀小试 1.下列关于铁的性质的叙述不正确的是A．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4B．铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧C．因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松，不能保护内层的金属，故铁制品需要涂保护层D．铁与硫酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ B 2.把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe3+和Fe2+物质的量浓度之比为2∶3，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比为A．1∶1 B．2∶3 C．2∶1 D．3∶2 A PART 02 铁的氧化物和氢氧化物 情境引入 任务一：认识铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名   矿石   颜色状态 ____色粉末 ____色粉末 ____色晶体 化合价 溶解性 用途   铁红 磁性氧化铁 赤铁矿 磁铁矿 +2 +3 +2，+3 不溶于水 红色油漆和涂料，冶炼铁 磁性材料，炼铁原料 黑 红棕 黑 1.物理性质 特别提醒：Fe3O4是纯净物，而非混合物；是一种复杂的化合物 任务一：认识铁的氧化物 2.化学性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 ①稳定性 不稳定 （空气中受热被氧化为Fe3O4） 方程： 。 稳定 稳定 ②碱性氧化物 是 是 不是 ③与HCl反应（化学方程式） 与HCI反应（离子方程式） 6 FeO + O2 ==== 2 Fe3O4 △ FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O Fe2O3＋6HCl=== 2FeCl3＋3H2O Fe2O3 + 6H+ === 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4+8HCl== FeCl2+2FeCl3+4H2O Fe3O4 + 8H+ === Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 任务一：认识铁的氧化物 Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 高温 与C、CO、H2、Al等还原剂反应 ④ 铝热反应 铝粉和三氧化二铁或四氧化三铁粉末混合，高温下可以置换出铁单质 牛刀小试 1.以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是A.Fe2O3、Fe3O4都是炼铁的原料 B.FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性 C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固体 D.FeO、Fe2O3、Fe3O4都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物 A 2.纳米级 Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如下图所示。下列说法正确的是： A．过程Ⅰ的反应为：6FeO+O2===2Fe3O4 B．过程Ⅱ中H2为还原剂 C．整个过程的总反应为：2H2O===2H2↑+O2↑ D．FeO 是过程Ⅰ的氧化产物 太阳能 太阳能 Fe3O4 C 任务二：认识铁的氢氧化物 实验3-1 在两支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。 1.Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备   制备Fe(OH)3 制备Fe(OH)2 现象 方程式 小结 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O == 4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－ = Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－ == Fe(OH)2↓ 有红褐色沉淀生成 白色沉淀灰绿色红褐色 铁的氢氧化物的制备由相应的可溶性盐和碱溶液起反应。 任务二：认识铁的氢氧化物 思考：白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。应如何得到Fe(OH)2，并长时间保存呢? 成功制备Fe(OH)2的关键：避氧 试剂避氧 装置避氧 操作避氧 ①用煮沸的蒸馏水配置溶液，FeSO4溶液现配现用 ②滴管需要插入到液面以下 ③采用煤油、苯等密度小于水而不溶于水的有机物，液封（隔绝空气）或氢气保护的实验装置 Fe(OH)2的制备 任务二：认识铁的氢氧化物 ①打开止水夹a，使A装置中的铁粉与稀硫酸 反应一段时间，反应产生的氢气会将整个装置 中的空气排出； ②再夹紧止水夹a，A装置中产生的氢气逐渐增多，会将A装置中生成的FeSO4溶液压入B装置中，从而产生Fe(OH)2白色沉淀 先滴加稀硫酸至装置内空气排尽充满H2，再滴加NaOH溶液。 Fe(OH)2的制备 任务二：认识铁的氢氧化物 2.Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较   Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 铁元素的化合价 颜色、状态 溶解性 与盐酸或稀硫酸反应 HNO3 白色固体 红褐色固体 不溶于水 不溶于水 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 二元弱碱 三元弱碱 +2 +3 3Fe(OH)2＋NO3-＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 2.在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是 牛刀小试 1.有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 A C B． C． D． A． PART 03 铁盐和亚铁盐 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， 情境引入 情境引入 身体缺铁 疲乏劳力 指甲又软又脆 畏寒怕冷 肌肉酸痛 嘴唇干裂 皮肤异常苍白 食补 药补 注意事项： 1用于日常补铁时，应采用预防量。 2治疗剂量不得长期使用，应在医师确诊为缺铁性贫血后使用，且治疗期间应定期检查血象和血清铁水平。 3酒精中毒、肝炎、急性感染、肠道炎症、胰腺炎等患者慎用；胃与十二指肠溃疡、溃疡性肠炎患者慎用。 4本品不应与浓茶同服。 5本品宜在饭后或饭时服用，以减轻胃部刺激。 6如服用过量或出现严重不良反应，应立即就医。 7对本品过敏者禁用，过敏体质者慎用。 药物相互作用： 1维生素C与本品同服，有利于吸收。 2本品与磷酸盐类、四环素类及鞣酸等同服，可妨碍铁的吸收。 Fe3+ Fe2+ 弱还原剂 例如（掌握）: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 任务一 铁盐和亚铁盐的性质 1、Fe3＋的性质探究——从化合价角度预测Fe3＋ Fe3＋ : 降低到 +2 价或 0 价，具有氧化性 强还原剂 Fe Fe Cu Zn I- S2- H2S HS- SO2 SO32- 维C等 Al、Zn、等 Fe Fe3+具有氧化性，遇较弱还原剂时会被还原成亚铁化合物。 Fe3+ Fe2+ 2、Fe2＋的性质探究——从化合价角度预测Fe2＋ Fe2＋ : 降低到 0 价，具有氧化性 升高到+3价，具有还原性 Fe3+ （1）Fe2+ 氧化剂 例如: 2Fe2+ + Cl2= 2Fe3+ + 2Cl- 2Fe2+ + H2O2 +2H+ = 2Fe3+ + 2H2O Fe （2）Fe2+ 还原剂 例如: Fe2+ + Zn（多）= Fe + Zn2+ 5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ +4H2O+Mn2+ 任务一 铁盐和亚铁盐的性质 氧化性：遇强还原剂时被还原成单质铁 还原性：遇较强氧化剂时被氧化成三价铁的化合物 实验 操作 实验 现象 加入铁粉后，溶液由____色变为____色，试管中有黑色固体，再滴加KSCN溶液，溶液_________ 向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成____ 离子方程式 ____________________ _________________________、 _________________________ 棕黄 浅绿 不变红色 红色 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3 【实验探究2】教材p73，实验3-3 任务二 Fe3＋、Fe2＋的检验 检验方法 现象 Fe2+ Fe3+ 颜色 浅绿色 黄/棕黄/浅黄 加入NaOH溶液 产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 产生红褐色沉淀 加入KSCN溶液 没有明显现象，加入氯水后，溶液变为红色 溶液变为红色 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 加入K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 加入K4[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 KMnO4溶液褪色 加入KMnO4溶液 加入溴水溶液 溴水褪色 加入淀粉KI溶液 淀粉溶液变蓝 单一含铁盐溶液中，利用KSCN溶液检验Fe3＋的存在，最灵敏 Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓ Fe3++K++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]↓ 检验Fe2+最灵敏的方法 无明显现象 若溶液为FeCl2溶液，不能用来检验Fe2+,因为Cl—可以还原MnO4—，使其褪色 无明显现象 无明显现象 牛刀小试 1．要鉴定某溶液中所含的一种阳离子为Fe2＋(且未被氧化)，最好的方法是(　 ) A．加入NaOH溶液 B．先加入KSCN溶液再加氯水 C．先加氯水再加KSCN溶液 D．加入锌片 2．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是(　 ) A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气 C．加入铜粉 D．加入铁粉 B D 牛刀小试 3.要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作的最佳顺序为（ ） ①加入足量氯水②加入足量KMnO4(H＋)溶液③加入少量KSCN溶液 A．①③ B．③① C．①②③ D．③②① 4.可检验Fe2(SO4)3溶液中是否含FeSO4的试剂是（ ） A．KSCN溶液 B．氯水 C．NaOH溶液 D．酸性KMNO4溶液 B D 任务三 解决实际问题 【问题解决1】根据“铁三角”转化关系，找出下含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法。 主要物质 杂质 除杂方法 Fe2＋ Fe3＋ FeCl3 FeCl2 Fe2＋ Cu2＋ 【问题解决2】硫酸亚铁久置为何会发黄？应如何处理和保存？ 硫酸亚铁被空气氧化，可加入铁粉处理并加入铁粉保存。 加过量铁粉后过滤 加氯水或通入Cl2 加过量铁粉后过滤 【归纳总结】关于铁离子及其亚铁离子之间的离子的共存。 【问题解决3】 ①Fe2＋、Fe3＋与OH－因反应生成沉淀而不能大量共存。 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、S，Fe2＋与ClO－、NO3-(H＋)、Mn在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。 ③Fe3＋与SCN－发生反应生成难电离的Fe(SCN)3，不能大量共存。 任务三 解决实际问题 【问题解决4】利用覆铜板制作图案 【实验结论】 【化学反应】 铜可被FeCl3溶液腐蚀 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 (2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋) 任务三 解决实际问题 【交流研讨】使用后的腐蚀液中含有哪些物质？如何处理腐蚀液回收得到Cu和FeCl3?设计回收转化流程。 牛刀小试 1.下列试剂中，能使Fe2＋转化为Fe3＋的是①氯气　②NaCl溶液　③酸性KMnO4溶液　④次氯酸　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 2.向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是A．该溶液中一定含有SCN- B．氧化性：Cl2>Fe3＋C．Fe2＋与SCN-不能形成红色物质 D．Fe2＋被还原为Fe3＋ B D 小结 Fe S △ FeS Fe2O3 空气 CO或Al，高温 HCl FeCl3 Cl2 ，△ Fe Cl2 FeCl2 FeO HCl HCl HCl Na2S Fe3O4 O2,点燃 (或者水蒸气，高温) CO或Al，高温 NaOH Fe(OH)2 NaOH Fe(OH)3 O2，H2O KSCN Fe(SCN)3 K4[Fe(CN)6] KFe[Fe(CN)6] KFe[Fe(CN)6] K3[Fe(CN)6] HCl 感谢聆听 单击此处添加副标题 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $