3.1.1 铁的单质-2026-2027学年高一化学必修第一册【同步课件】

高中化学人教版（2019）必修第一册 第1课时 第一节 铁及其化合物  第三章 铁 金属材料 铁的单质 重点： 1. 铁与非金属单质、酸、盐溶液、水蒸气的反应 2. 铁与不同氧化剂反应时化合价变化规律及原因 难点： 1. 理解铁与水蒸气反应的实验原理及产物分析 2. 从微观电子得失角度，深入理解铁在不同反应中化合价变化的本质 学习目标 铁与我们的生活 化学与生活 铁的起源 人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。公元前2500年人类已发现和使用铁。约公元前2000年人类发明了用铁矿石冶炼铁的方法。 陨铁 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的玉柄铁剑，这说明西周晚期我国已掌握了冶铁技术。 战国时期的铁器 ——铁火盆 自然界中铁的存在 铁元素在自然界中的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。 黄铁矿 （FeS2） 菱铁矿 （FeCO3） 赤铁矿 （Fe2O3） 磁铁矿 （Fe3O4） 自然界中铁的存在 工业炼铁 工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。你还记得炼铁高炉内发生的化学反应吗? 自然界中铁的存在 铁的物理性质 单质铁是一种银白色具有金属光泽的固体，具有延展性，导热性，导电性，能够被磁体吸引。 铁的性质 铁的物理性质 颜色 银白色、有金属光泽 铁粉是黑色 延展性 导热性 导电性 金属导电性顺序：铁<铝<铜<银 特性 能被磁铁吸引 数据： 熔点：1535℃ 沸点：2750℃ 密度：7.86g/cm3 铁的性质 思考讨论 联系金属钠的性质，结合铁的原子结构示意图（原子序数为26）思考金属铁具有哪些化学性质？ 铁原子可失去2个电子生成Fe2+，也可失去3个电子生成Fe3+。且稳定性：Fe3+>Fe2+。 失去2e- 失去3e- Fe Fe3+ Fe2+ 铁的性质 1.铁与非金属单质反应 (1)与O2反应 常温下，铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈Fe2O3·xH2O。 点燃时，剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体。 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 (2)与Cl2反应 剧烈燃烧、产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 铁的性质 (3)与S反应 现象：生成黑色物质 Fe＋S===FeS 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。 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 Fe＋S===FeS 氧化性强弱：Cl2>O2>S 铁的性质 思考讨论 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。这是为什么呢？ 钢水注入干燥的模具 结合生活常识，思考：常温下，铁与水发生反应吗？ 猜想：在高温下，铁能否与水发生反应呢？ 铁的性质 【实验探究】2.铁与水高温条件下的反应 吸满水的脱脂棉 还原铁粉 肥皂液 实验现象 实验结论 实验原理 ①听到“噗噗噗”爆鸣声 ②固体仍为黑色 产物为H2 产物为Fe3O4 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 铁的性质 实验装置改进 ①改变水蒸气的生成方式 ②氢气的收集方式。 铁的性质 3.铁与非强氧化性酸反应 常温下，铁与浓硫酸、浓硝酸会钝化；加热时生成SO2或氮氧化物，一定不生成H2。 4.铁与盐溶液反应 （1）与硫酸铜溶液等发生置换反应 Fe＋Cu2＋ = Fe2＋＋Cu 曾青得铁则化为铜 （2）与FeCl3溶液反应 Fe＋2FeCl3= 3FeCl2 Fe＋2Fe3＋ = 3Fe2＋ 铁的性质 【例1】 铁有+2、+3价两种价态， 单质铁与　　　　反应时只生成+3价铁； 与　　 　　反应时只生成+2价铁; 与　　　　反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。 所选试剂： ①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸 ⑥稀硫酸　⑦CuSO4溶液　 ① ④⑤⑥⑦　 ②③ 铁的性质 A．反应生成FeO B．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 【例32还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是( ) C 铁的性质 铁的化学性质总结 化学 性质 还原性 Fe +弱氧化剂 Fe +2 FeCl2、FeS等 +强氧化剂 Fe +3 FeCl3等 +O2或H2O(g) Fe3O4 4.与水的反应 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Mg + 2H2O(热) Mg(OH)2 + H2 2Al + 6H2O(沸) 2Al(OH)3 + 3H2 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 高温 铁的性质 资料卡片——人体中的铁元素 铁在成人体中的含量为 4~5 g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的 铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。 铁的性质 资料卡片——人体中的铁元素 为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为 15~20 mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的 发生。 铁的性质 1. 下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是( ) A. 反应中有氢气产生 B. 此反应需在加热条件下才能发生 C. 生成的铁的化合物中铁全部呈＋3价 D. 该反应中水作氧化剂 C 随堂练习 2. 下列说法不正确的是( ) A. 铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的相同产物是Fe3O4 B. 铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C. 铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D. 铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 C 随堂练习 3. 如图是铁与其他物质之间的转化关系（“—”表示相连物质间能发生反应，“→”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去），下列有关说法正确的是( ) A. 反应①的过程中，固体的质量逐渐减小 B. 反应②中有固体析出 C. 反应③可通过细铁丝在空气中燃烧实现 D. 反应④可能是2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑ B 随堂练习 随堂练习 4. 某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是( ) A. 甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃， 且产生淡蓝色火焰 B. 乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为 四氧化三铁 C. 丙同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加 适量的水，加热也可实现该反应 D. 丁同学认为试管中湿棉花的作用是提供水蒸气 C 5.完成Fe与水蒸气的反应实验,装置如下图所示。 (1)B中反应的化学方程式是_____________________________; (2)装置A受热的主要作用是__________; 酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序_________; (3)C中干燥管中碱石灰的作用是_________________________; (4)在D处玻璃管点燃生成的气体前,必须对该气体进行　 ，这一操作的目的是_______________________________。 3Fe + 4H2O(g)= = = Fe3O4 + 4H2 持续提供水蒸气 先点酒精灯再点酒精喷灯 干燥氢气 验纯 防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸 随堂练习 Lavf57.83.100 $