3.1.1铁的单质氧化物和氢氧化物 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

第一节　铁及其化合物 第1课时　铁的单质、氧化物和氢氧化物 第三章　铁　金属材料 [学习目标] 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途 (重点)。 2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件、原理(重点)。 3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质(难点)。 有一种红色叫中国丹霞 铁的存在及冶炼 1、存在形式 ①游离态：铁在自然界中可以以单质形态(陨铁)存在 人类最早使用的铁，来自太空中的陨铁 ②化合态：铁在自然界中主要以+2价和+3价的形态存在于矿石中 赤铁矿Fe2O3 铁的存在及冶炼 2、铁在地壳中的含量 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 氧硅铝铁钙 钠钾镁氢钛 铁的存在及冶炼 3、我国的铁文化 我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期玉柄铁剑，这说明西周晚期我国已掌握了冶铁技术。 中国在春秋战国之交时，正式进入铁器时代 战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用 北宋时期，民间的打铁花民族活动一直流传至今，是我国现代重要的非物质文化遗产之一 玉柄铁剑(西周) 战国时期的铁器-铁火盆 丹霞地貌 Fe2O3 问题导学 阅读课本68页，回答下列问题： 1.人类使用最广泛的金属是什么？ 2.铁的存在形式是什么？ 3.工业炼铁的原理所用何种方法？ 4.请写出高炉炼铁的反应方程式？ Fe 单质和化合物 还原方法 C+O2=== CO2 高温 C+CO2=== 2CO 高温 Fe2O3＋3CO = == 2Fe＋3CO2 铁的物理性质: ①能导电，金属导顺序： 铅<铁<铝<金<铜<银 ②能被磁铁吸引。 ③熔点：1535℃；沸点：2750℃； 密度：7.86g/cm3。 导热性 延展性 磁铁吸引 铁粉 铁块 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。 颜色、状态 导电、导热、延展性 熔、沸点 特性 银白色固体 良好，但导电性不如铜和铝  高 被磁体吸引 一、铁单质 铁的原子结构价类二维图 +3 +2 盐 氢氧化物 氧化物 单质 0 Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe3+ Fe2+ Fe(OH)3 Fe(OH)2 铁的化学性质 一、铁单质 铁与非金属单质反应 1.与O2反应 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 剧烈燃烧，火星四射， 放出大量的热，产生黑色固体 铁在潮湿的空气中易被腐蚀， 生成铁锈，Fe2O3·xH2O 4Fe＋3O2===2Fe2O3 2.与Cl2反应 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 剧烈燃烧， 生成棕色烟 3.与S反应 Fe＋S===FeS 生成黑色固体 氧化性强弱：Cl2>O2>S 根据产物中铁的价态，可以比较出的Cl2、O2、S氧化性强弱顺序为： +2 +3 +2、+3 铁的化学性质 一、铁单质 铁的化学性质 铁与酸反应 1.与盐酸、稀硫酸等(非氧化性酸)反应： Fe＋2H+ === Fe2+ + H2 ↑ 2.与氧化性酸反应时： (1)常温下，铁遇到冷的浓硫酸、浓硝酸时 发生钝化，表面生成致密的氧化膜 (2)加热时，可被氧化成Fe3+ 2Fe＋6H2SO4(浓) === Fe2(SO4)3 ＋ 3SO2 ↑+ 6H2O 铁与盐反应 Fe＋CuSO4 = FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋ = Fe2＋＋Cu 曾青得铁则化为铜 1.与硫酸铜溶液等不活泼 金属盐溶液发生置换反应 2.与铁盐发生归中反应 Fe＋2FeCl3 = 3FeCl2 Fe＋2Fe3＋ = 3Fe2＋ 一、铁单质 用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是 ，证明生成了 ， 则该反应的化学方程式为 ________________________________________。 上述实验装置中，湿棉花的作用是 。 肥皂泡燃烧，听到爆鸣声 3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4＋4H2 高温 铁粉与水蒸气的反应 H2 受热时提供反应所需的水蒸气 思考与讨论 铁的化学性质 小结： 【实验探究】 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 小试牛刀 判断正误 (1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质 (2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2+ (3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法 (4)1 mol Fe与水蒸气高温下反应转移 mol e- × × × √ FeO与Fe2O3按一定比例形成了青瓷特有的颜色 方铁矿（FeO） 赤铁矿（Fe2O3） 情境导入 含FeO的秦砖汉瓦 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 赤铁矿氧化铁 天安门城楼肃穆庄严的红墙以铁红（Fe2O3）为颜料 赤铁矿（Fe2O3） 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 磁铁矿（Fe3O4） 司南以磁性 氧化铁为 原料Fe3O4 臣心一片磁针石，不指南方不肯休-----文天祥 磁铁矿四氧化三铁 青砖 红砖 资料卡片： 将用黏土制成的砖坯置于窑内，先用大火将砖坯从外向内烧透，停火，使砖和窑体慢慢冷却下来，在这个过程中，由于空气充足，砖坯中的铁元素被氧化成Fe2O3(棕红色)使砖呈现红色。 【Fe2O3】 【Fe3O4】 思考：为什么不是氧化亚铁呢？ 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碳发生化学反应产生大量的还原气体(H2和CO)，它们把Fe2O3又逐渐还原成Fe3O4而制得青砖。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 氧化物的类别 俗名 \ 颜色状态 化合价 黑色粉末 黑色晶体 磁性氧化铁 铁红 +2 +3 +2、+3 金属氧化物和碱性氧化物 既有氧化性又有还原性 既有氧化性又有还原性 有氧化性 金属氧化物 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 红棕色粉末 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 与H＋反应的离子方程式 稳定性 与CO、C、H2反应 用途 ✪ Fe3O4是纯净物，而非混合物；是一种复杂的化合物 1．铁的氧化物 FeO＋2H＋=== Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3=== 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋=== 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定 稳定 生成单质铁及CO2或H2O Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料；赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料；Fe3O4 制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉。 二、铁的氧化物和氢氧化物 【1】下列关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的说法中正确的是( ) A. 都是黑色固体 B. 都不溶于水 C. 铁元素化合价相同 D. 都能与水反应 B 【2】下列说法正确的是( ) A. 赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B. Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3 C. 铁锈的主要成分是Fe2O3 D. Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物 C 小试牛刀 【3】下列关于铁的氧化物说法正确的是( ) A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁 B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料 C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物 D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3 A 化学方程式： Fe3＋+3OH－= Fe(OH)3↓ FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 产生红褐色沉淀 Fe(OH)3 实验现象： 离子方程式： 实验室制备Fe（OH）3 方法 - - 铁盐与碱溶液反应 【实验3-1】 二、铁的氧化物和氢氧化物 2．铁的氢氧化物 FeSO4+2NaOH = Fe(OH)2↓+Na2SO4 实验现象： 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2 + 2OH = Fe(OH)2 先产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀 化学方程式： 离子方程式： 实验室制备Fe（OH）2 方法 ——亚铁盐与碱溶液反应 现象解释： 【实验3-1】 二、铁的氧化物和氢氧化物 2．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，然后分别滴入NaOH溶液。观察并描述发生现象。 Fe(OH)3、Fe(OH)2 的制备方法 二、铁的氧化物和氢氧化物 2．铁的氢氧化物 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 水溶性 制法 加热分解 与酸反应 转化 白色固体 红褐色固体 不溶于水 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O Fe2+ + 2OH- == Fe(OH)2↓ Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3↓ Fe(OH)2 +2H+ = Fe2+ +2H2O Fe(OH)3+ 3H+ = Fe3++ 3H2O 二、铁的氧化物和氢氧化物 2．铁的氢氧化物 Fe(OH)2 ==FeO＋H2O (隔绝空气) 1. 配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能出去O2； 2. FeSO4溶液要现配现用； 3. 滴入NaOH溶液时将胶头滴管伸入液面以下； 加热 煮沸 现配现用 胶头滴管伸入液面以下 由【实验3-1】可知，白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢？ 思考与讨论 方法一：有机物覆盖法 方法二：还原性气体（H2）保护法 思考与讨论 由【实验3-1】可知，白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢？ 思考与讨论 由【实验3-1】可知，白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢？ 思考与讨论 由【实验3-1】可知，白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢？ 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 目的是________________________________________。  思考与讨论 加热煮沸 除去溶解的氧气 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 1.加植物油（煤油、苯）液封，防止空气中的氧气进入，同时避免生成的Fe(OH)2与空气的氧气接触。 【装置优点】 2. 将胶头滴管伸入到液面以下，减少带入空气中的氧气。 3. 配制FeSO4 溶液和NaOH 溶液时，蒸馏水需要煮沸，以除去溶解的O2。 4. Fe2+ 易被氧化，因此FeSO4 溶液需要现用现配。 由【实验3-1】可知，白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢？ 课堂小结 铁及其化合物——价类二维图 1.判断正误 (1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4 (2)FeO在空气中加热生成Fe2O3 (3)Fe3O4中铁的化合价有+2和+3价，是一种混合物 (4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成 (5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气 √ × × √ × 小试牛刀 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 小试牛刀 3.(2024·河北邢台二中高一段考)某化学兴趣小组按如图装置进行实验，反应开始时打开弹簧夹，当点燃从a口出来的气体无爆鸣声时关闭弹簧夹，此时剩余少量的钠，下列说法错误的是 A.橡皮管能起到平衡气压的作用 B.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，剩余的少量钠能置换出单质铁 C.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀 D.反应结束后，打开锥形瓶的橡胶塞，能观察到有红褐色沉淀产生 √ 小试牛刀 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 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe3O4＋4H2 6FeO＋O22Fe3O4 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf59.27.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.1.1 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe3O4＋4H2 $