内容正文:
第三章 铁 金属材料
第1节 铁及其化合物
第1课时 单质铁
1.铁元素的存在
游离态
陨铁
含铁较多的陨石
任务一:存在及冶炼
1.铁元素的存在
化合态
铁在自然界中主要以+2价和+3价的形态存在与矿石中
铁还有+6价,如K2FeO4
任务一:存在及冶炼
黄铁矿
(FeS2)
赤铁矿
(Fe2O3)
磁铁矿
(Fe3O4)
菱铁矿
(FeCO3)
2.地壳中含量
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位
任务一:存在及冶炼
丹霞地貌的岩层因含Fe2O3而呈红色
3.工业炼铁的原理
高炉炼铁发生的反应
高温
C + O2 ==== CO2
CO2 + C ==== 2CO
高温
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
任务一:存在及冶炼
银白色、有金属光泽
颜色
熔点
延展性
沸点
密度
2750℃
7.86 g/cm3
1535℃
铁粉是黑色
导热性
导电性
能被磁铁吸引
任务二:物理性质
1.铁与非金属单质反应
O2
S
Cl2
2Fe+3Cl2 2FeCl3
△
现象:剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体
现象:剧烈燃烧、产生棕褐色的烟
现象:生成黑色物质
+2、+3
+3
+2
氧化性强弱:Cl2>O2>S
任务三:化学性质
2、与酸(特指稀硫酸、盐酸非氧化性酸)反应:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
注意:
与稀硝酸或者在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸发生反应,但是无H2产生
离子方程式:Fe+2H+=Fe2++H2↑
任务三:化学性质
常温下,Fe(或Al)遇浓硫酸(或浓硝酸)会钝化(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。
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3、铁与部分盐溶液反应
a. 与CuSO4溶液反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
b. 与FeCl3溶液反应:Fe+2FeCl3=3FeCl2
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+2Fe3+=3Fe2+
曾青得铁则化为铜
任务三:化学性质
铁单质有还原性:
Fe+较弱的氧化剂(HCl、CuSO4)→+2价铁的化合物
Fe+较强的氧化剂(Cl2)→+3价铁的化合物
一、铁的单质
【思考】在钢铁厂的生产过程中,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?
钢水注入干燥的模具
任务三:化学性质
铁是否具有与水反应的可能?若能,预测产物是什么?并说明预测依据。
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4.铁与水蒸汽反应
常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:
任务三:化学性质
课堂练习
1. 某化学兴趣小组利用如图所示装置进行铁粉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___________,D装置的作用是____________________
___________________。
提供水蒸气
除去未反应的水蒸气
(或干燥生成的气体)
课堂练习
(2)写出B装置中发生反应的化学
方程式:___________________
____________。
(3)A、B、E装置中应先点燃___处的酒精灯,点燃E处酒精灯之前应
进行的操作是_____________。
A
检验氢气纯度
(4)铁粉与水蒸气发生了反应,则E处的实验现象是_____________
__________。
黑色固体变红色
玻璃管内壁上有水珠生成
Fe3O4+4H2
2.饼干、月饼、蛋糕等零食包装中常常有个小纸袋,上面一般标有“保鲜剂”或者“脱氧剂”的字样。里面的粉状或颗粒状物质,除了硅胶或硫酸亚铁外,还有可能是
A.无水硫酸铜 B.蔗糖 C.铁粉 D.食盐
课堂练习
3. 下列反应中,能生成正三价铁的是
A.铁钉投入硫酸铜溶液中 B.铁粉跟硫粉混合加热
C.铁屑加入稀硫酸中 D.铁丝在氯气中燃烧
C
D
4.(2019上·安徽合肥·高一校联考期末)铁片投入下列溶液,溶液质量增加,但无气体产生的是:
A.盐酸 B.CuSO4溶液 C.稀硫酸 D.FeCl3溶液
【答案】D
【详解】A.Fe置换出Ag,溶液质量减小,故A错误;
B.Fe置换出Cu,溶液质量减小,故B错误;
C.反应生成硫酸亚铁和氢气,溶液质量增加,但生成气体,故C错误;
D.反应生成硝酸亚铁,无固体析出,溶液质量增加,且没有气体生成,故D正确;
答案:D
随堂演练
Thanks
3Fe+2O2eq \o(=====,\s\up14(点燃))Fe3O4
Fe+Seq \o(=====,\s\up14(△))FeS
3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up14(高温))Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O(g)
$