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文档简介
1、8 走进精彩纷呈的金属世界 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一直是人类进步的重要里程碑。一、金属的应用史石器青铜器铁器铝钛石器时代青铜器时代铁器时代19世纪后期当代工具:历史时代:8.1 应用广泛的金属 材料钢铁化学史话铜和铁的冶炼史金、银、铜、铁、锡这5种金属,中国古代称之为“五金”。当然现在“五金”泛指金属。吴越春秋阖闾内传:“欧冶子造剑五枚,一名湛卢,五金之英,太阳之精。”包括中国在内世界各国很早就会使用金属作为材料来制造各种器物。人类社会经历了由石器、青铜器到铁器的时代。 马踏飞燕麒麟斗牛象尊红铜铺提问 我们可以用怎样的词汇来描述“金属”或给“金属” 下一个定义? 金属指富有特殊光
2、泽而不透明,具有导电性、导热性、延展性的物质(辞海)。 金属具有导电性、导热性、延展性等性质,这与金属的什么因素有关? 与金属的结构有关 金属的原子结构: 最外层电子数一般 ,大多数金属元素原子最外电子只有 个。原子半径较大,在化学反应中易 电子而变成 ,化合价只有 价。小于41-2失去金属阳离子正金属单质在反应中常作_(氧化/还原)剂。 金属的构成金属 = 金属阳离子 + 自由电子二、金属和金属键 请回忆化学键的定义? 分子中相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用。 金属由哪些微粒构成? 金属离子和自由电子。 1、金属键的定义 这种金属离子间依靠自由电子的作用而产生的强烈的相互作用称为金属
3、键。2、金属晶体 通过金属键形成的晶体,称为金属晶体。阅读教材,试解释金属具有导电性、导热性、延展性与其结构之间的关系。 3、金属的通性 金属一般具有金属光泽,导电性导热性延展性金属的导电性随温度的降低而增强。按密度分4.金属的分类:有色金属(除Fe、Cr、Mn以外的金属)轻金属( 4.5g/cm3 如Fe、Cu、Pb)黑色金属(Fe、Cr、Mn)常见金属(如Fe、Al、Cu等)稀有金属(如锆、铌、钼等)冶金工业重金属盐一般有毒.按是否常见还有贵金属:Ag、Pt、Au5. 金属之最(1)熔点最高:钨(W)3410; 最低:汞(Hg)-39 (2)密度最大:锇(Os)22.45g/cm3; 最小
4、:锂(Li)0.53 g/cm3(3)硬度最大:铬(Cr)9级(4)导电导热性最好:Ag,Cu次之,Au第三。(5)人体内最多的金属:钙(6)地壳中含量最多的金属:铝(7)人类冶炼最多的金属:铁 (8)光照下最易产生电流的金属铯:光电效应(9)展性最强的金属金:最薄的金厚度只有 1/10000mm。1g金可以拉成长4000m的细丝。(10)延性最好的金属铂。最细的铂丝直径只有 1/5000mm。(11)制造新型高速飞机的重要金属钛。被科学家 称为“二十一世纪的金属”或“未来的钢铁”。(12)海水中储量最大的放射性元素铀。金属之最 1.下列叙述中正确的是 ( )A.某物质中只含有一种元素,该物质
5、一定是纯净物。B.某晶体中含有阳离子,则一定含有阴离子.C.任何原子都是由质子,中子和电子组成.D.同位素的化学性质基本相同.练 习D2在核电荷数1-18的元素中,其单质属于金属晶体的: 。 金属中,密度最小的是: ,地壳中含量最多的是 ,熔点最低的是 ,单质的还原性最强的是 。Li、Be、Na、Mg、AlLiAlHgCs生成物质成键规律形成过程(举例)成键实质成键微粒离子键共价键阴、阳离子原子静电作用共用电子对 活泼金属元素或铵根与活泼非金属元素或酸根、OH- 非金属元素之间 离子化合物共价分子或共价化合物或离子化合物Na+Na+ Cl -ClH+H ClCl金属离子、自由电子金属键金属元素
6、金属单质 或合金静电作用晶体类型构成晶体的微粒微粒间的作用典型例子化学式是否是分子式晶体特性阴、阳离子离子晶体原子晶体金属晶体分子晶体原子离子键共价键较大的硬度和较高的熔、沸点, 在熔融状态或水溶液中能导电分子范德华力硬度很大,熔、沸点很高硬度较小,熔、沸点较低否否是NaCl、NH4NO3 NaOH 、Na2O金刚石、Si、SiO2、SiC干冰、碘、冰C60金属离子、自由电子金属键铜、金否有光泽,密度较大,是热和电的良导体。各种金属制品1、合金:两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质三、合金2、铁合金生铁钢(含碳量在24.3之间,还含 硅、锰及少量硫、磷 )碳素钢低
7、碳钢(含碳0.30.6 )高碳钢(含碳0.030.3 )中碳钢(含碳0.62 )合金钢钢的含碳量越低,韧性越好,硬度越低;含碳量越高,韧性越差,硬度越高。锰钢不锈钢硅钢钨钢(在碳素钢中加入其它合金元素)(铁和碳的合金)拓展知识面:为了防锈又在合金中加入铬和镍,这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在1230%的合金钢。 不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密,不易氧化生成氧化铁,故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主,有的还加入镍钼、钛等元素,以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上,镍铬不锈钢含铬为18%,含镍为8%,镍铬不锈钢的抗蚀性能较
8、铬不锈钢更好。不锈钢合金钢中合金元素的作用铬:增强耐腐蚀性和抗氧化性;增强高温强度,提高高碳钢的耐磨性锰:防止硫引起的脆性;增强钢的强度和韧性钼:减少脆性;增强高温强度;提高红热时的硬度和耐磨性等钨:提高高温时的强度和硬度;增强工具钢的耐磨性等钴:提高红热时的硬度和耐磨性;用于制造磁性合金等外科手术刀:不锈钢(抗腐蚀性好,硬度大)防盗门:不锈钢(抗腐蚀性好,硬度大)门锁:黄铜(强度高,可塑性好,易加工,耐腐蚀)自行车支架:锰钢(韧性好,硬度大)合金钢应用: 钛被誉为“21世纪金属” ,又被称为“亲生物金属”,广泛应用于航空工业,航天工业 ,石油工业、冶金工业、潜艇的制造。新型合金-钛合金钛合金
9、为什么会有如此殊荣? 钛的比重仅是铁的 ,却像铜一样经得起锤击和拉延。 在超低温世界里,钛会变得更为坚硬,并有超导体的性能,钢则变得脆弱无能。 钛有很强的耐酸碱腐蚀能力,在海中浸年不锈蚀,钢铁在海水中则会腐蚀变质。用钛合金为船只制造外壳,海水无法腐蚀它。 用钛合金制成的“钛潜艇”,可潜入4500米的深度,一般钢铁潜艇在超过300米,就容易被水压压坏。资料链接形状记忆效应简单实验演示:原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝(a)经拉直后(b),只要放入盛有热水的烧杯中,合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状(c)。(a) 原始形状(b) 拉 直(c) 加热后恢复永不忘本的金属-形状记忆合金月球
10、上使用的形状记忆合金天线 (a)原始形状(b)折成球形装入登月舱(c)太阳能加热后科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如图(a)所示的抛物线形天线。在宇宙飞船 发射之前,首先将抛物面天线折叠成一个小球,如图 ( b )所示,这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱在月球上成功着陆后,只需利用太阳的辐射能对小球加温,折叠成球形的天线因具有形状 “ 记忆 ” 功能便会自然展开,恢复到原始的抛物面形状,如图 ( c )所示 。 医用腔内支架的应用原理示意 (a)预压缩 (b)受热扩张后(c)植入腔道内效果形状记忆金属在医学上的应用 形状记忆合金可制成各类心脏修补器、血栓过滤器、口腔
11、正畸器、人造骨骼、伤骨固定加压器、脊柱矫形棒、手术缝合线等等。眼镜架:如果不小心被碰弯曲了,只要将其放在热水中加热,就可以恢复原状。 汽车外壳:如果不小心撞瘪了,只要用电吹风加加温就可恢复原状。 其它领域的应用铜合金青铜:主要含Cu和Sn,用于制机器零件黄铜:主要含Cu和Zn,制机器零件、仪器,日用品白铜:主要含Cu和Ni,制造精密仪器和装饰品战国初期的曾侯乙编钟越王勾践青铜剑-1965年12月出土于湖北省江陵望山的一号楚国贵族墓,拔剑出鞘,寒光耀目,而且毫无锈蚀,刃薄锋利。试之以纸,20余层一划而破。其精美的造型、高超的铸造工艺,仍然让今人叹为观止。我们即使使用现代高科技手段,也无法进行.其
12、含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%,另外还有少量的铅和铁,可能是原料中含的杂质。 K金:商店里出售的金首饰,上面都标有K数。K数是表示金的纯度指标,K数越高,表示含金量越高,价格也越高。24K表示含金量达99.5%以上,这种金很软,强度也较差;18K金表示含金量在75%左右,这种金比纯金的硬度和强度大;有些金笔尖是14K金(含金58.3%),硬度就更大一些,也更耐磨。我们很少使用纯金属,而主要使用合金。铝合金锅钛合金羽毛球拍镍合金门锁国内的: 第三套人民币硬币 1元硬币 铜镍合金 5角硬币 铜锌合金 2角硬币 铜锌合金 1角硬币 铜锌合金 第四套人民币硬币 1元硬币 钢芯镀镍
13、5角硬币 铜锌合金 1角硬币 铝镁合金 第五套人民币硬币 1元硬币 钢芯镀镍 5角硬币 钢芯镀铜合金 1角硬币 铝合金 合金种类主要组成元素常用生活器件碳钢铁、碳刀具黄铜铜、锌门锁及家庭装修材料等青铜铜、锡青铜器白铜铜、镍餐具坚铝铝、铜、镁、锰门窗框架镁铝合金镁、铝计算机和照相机外壳武德合金铅、锡、铋、镉保险丝焊锡铅、锡焊接时使用的材料在你的身边有哪些合金?它们又分别有哪些作用呢?调查研究 硬度大于各成分金属一般来说,合金一般抗腐蚀性能强合金具有良好的物理、化学和机械的性能 熔点低于各成分金属铁元素在自然界的存在铁是地球上分布最广的金属之一。约占地壳质量的5.1%,居元素分布序列第四位,仅次于
14、氧、硅和铝在自然界,游离态的铁只能从陨石中找到,分布在地壳中的铁都以化合物的状态存在。铁的主要矿石有:赤铁矿Fe2O3,含铁量在50%至60%之间;磁铁矿Fe3O4,含铁量60%以上,有磁性,此外还有褐铁2Fe2O33H2O、菱铁矿FeCO3和黄铁矿FeS2,它们的含铁量低一些,但比较容易冶炼。我国的铁矿资源非常丰富,著名的产地有湖北大冶、东北鞍山等。生物体中也含铁,每人平均含铁量为4.5g左右,地下水中也含铁。铁与人体健康铁元素是人体健康不可缺少的微量元素,成年人体内铁元素的含量约为3g5g,其中2/3集中在血红蛋白内。人体内铁元素的含量虽少,但有着重要的生理作用,铁是人体中血红蛋白的重要组
15、成成分 由于新陈代谢,人体内每天损失的铁元素约有1mg,而每天摄取食物中可以补充人体内损失的一部分铁元素。人体内铁元素的含量不宜过多,倘若长期摄入大量含铁量高的食物,可能会发生组织损坏、肝和脾功能性障碍、皮肤色素沉着等病症。 如果人体长期缺少铁元素,或对铁元素的吸收受到障碍时,人体内就难以产生血红蛋白,造成血色素降低,甚至发生缺铁性贫血。为了满足人体对铁元素的正常需要,在日常饮食中应多吃一些富含铁元素的食物,人体对各种食物中铁元素的吸收率不同,一般吸收率为130。人们对无机铁盐比对有机铁盐更容易吸收,对2价铁盐(Fe2+)的吸收率比对3价铁盐(Fe3+)的吸收率大3倍。所以在给缺铁性贫血病人补
16、充铁时,最好用2价铁盐,如硫酸亚铁及维生素C等酸性物质。近些年来世界卫生组织大力提倡使用中国的铁锅、铁铲来烹调食物,以补充一些人体需要的铁元素。 铁 铁 铁 铁 四铁游离态:化合态:少量存在于陨铁中赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等1存在:铁在地壳中的含量约为5%,占第四位,在金属中仅次于铝(O、Si、Al、Fe)。铁 矿 石 样 本黄铁矿FeS2磁铁矿Fe3O4褐铁矿2Fe2O33H2O菱铁矿FeCO3赤铁矿-Fe2O3铁矿石晶体暗红色铁铝榴石晶体,产地奥地利立方体黄铁矿晶体,产地西班牙祖母绿、黄铁矿、方解石共生,产地哥伦比亚 思考: 1、在你的日常生活中,接触到哪些铁制品? 思考:2、根据你的了解,
17、铁有哪些物理性质?3、有一块铁片和一块锌片,你能否用最简单的方法鉴别它们?2物理性质: 银白色金属(粉末时为黑色),延展性、导电性、导热性 ,=7.86g/cm3,熔点1535,沸点2750。能被磁体所吸引,易磁化。 第四周期 第VIII族Fe 2e Fe2+Fe 3e Fe3+3原子结构:(1)与非金属反应 4化学性质:(装置放水或砂垫底)(褐色的烟) (黑褐色固体) Fe + O2 点燃点燃2 3 2FeCl3Fe + S3 2 Fe3O4Fe + Cl2FeS+3+2+Q(2)与水蒸气反应3 4 Fe3O4 + 4H2高温Fe + H2O(g)在高温下反应。常温和一般加热都不反应。金属与
18、水反应的难易程度与金属活泼性有关2 6 Fe2(SO4)3 + 3SO2+6H2O(3)与酸反应a.弱氧化性酸 (稀硫酸、盐酸),(浓硫酸、硝酸),Fe + H+ Fe + HNO3(稀) Fe+ H2SO4(浓)Fe+ HNO3 (浓) 常温下Fe在浓H2SO4 、浓HNO3中钝化b.强氧化性酸2 Fe2+ + H26 Fe(NO3)3 + 3NO2+3H2O Fe(NO3)3 + NO+ H2O生成亚铁盐 + H2生成铁盐 +RO+H2O(过量)(过量)4 2(4)与盐溶液反应Fe + Cu2+Fe2+ + Cu Fe + FeCl3 Fe + CuSO4 Fe + 2Fe3+3Fe2+
19、FeSO4 + Cu2 3FeCl2生成亚铁盐 ,溶液 变浅绿色 练习:过量的铁与浓硝酸反应的化学方程式 和离子方程式(过量) Fe(NO3)2+ NO+ H2O Fe + HNO3(稀) 3 8 3 2 43Fe + 8H+ +2 NO3 -(稀) 3 Fe2+2NO+4H2O 弱氧化剂强氧化剂较强氧化剂 Fe3O4(FeO Fe2O3) 铁具有较强还原性,较活泼。小结+2+3(S、I2、H+、Cu2+、 Fe3+)(Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4)(O2 、水蒸气)Fe+3 Fe+2Fe01、下列各物质中,不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是( ) A、FeS B、Fe3
20、O4 C、FeCl3 D、FeCl2 2、下列各组物质在不同的条件下混合反应,其中不产生氢气的是( ) A 铁和稀盐酸 B 铁和浓盐酸 C 铁和稀硫酸 D 铁和硝酸DD3、下列物质中,能跟铁发生反应生成三价铁盐的是( )A 稀硫酸 B 硫酸铜 C 氯气 D 硫磺C4、下列金属在常温下最难溶解在浓硫酸中的是( ) A 钠 B 铁 C 镁 D 铜B 6、只用一种试剂可以把Fe、FeS、CuO、C、MnO2五种黑色粉末鉴别出来,该试剂是:( )A、稀H2SO4 B、浓盐酸 C、浓H2SO4 D、稀HNO3 5、将铁片投入下列溶液中不放出气体,并且铁片质量增重的是( )A、CuSO4 B、稀H2SO4
21、C、HNO3 D、HClAB五、铁的重要化合物1、铁的氧化物名称 化学式 俗称 色态 稳定性 铁的化合价 水溶性 用途 氧化亚铁氧化铁四氧化三铁FeOFe2O3Fe3O4铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体不稳定稳定稳定+ 2+ 3+2、+3不溶不溶不溶红色颜料磁性材料(2)化学性质 FeO 和Fe2O3 都是碱性氧化物,能 与酸反应生成对应的盐。 FeO + 2H+ Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2OFeO不稳定,易被氧化3 FeO + 10HNO3(稀) 3Fe(NO3)3+NO+5H2
22、O 6FeO + O2 2 Fe3O4比较:Fe2O 3+ 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O 实验: 取FeCl3溶液加入KSCN溶液,现象? FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3(血红色)+ 3KCl 探究一研究铁的氢氧化物Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备试剂:FeSO4、FeCl3、NaOH 仪器:试管、滴管、长滴管。仔细观察并记录实验现象 2. Fe(OH)2 、Fe(OH)3Fe3+ + 3OH Fe(OH)3(红褐色)向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,现象:白色沉淀灰绿色红褐色 Fe2+ + 2OH Fe(OH)2(白色)氢氧化亚铁易被氧化而生成氢氧化铁。 4
23、Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Fe3+ + 3NH3 H2O Fe(OH)3 + 3NH4 +分别向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液和氨水现象:生成红褐色沉淀2. Fe(OH)2 、Fe(OH)3讨论:如何能使生成的氢氧化亚铁尽可能保存较长时间?(1)配制溶液时,除去水中的溶解的氧;(2)在硫酸亚铁溶液的表面上加入少量油性物质;(3)用长导管伸入到硫酸亚铁溶液下方加入氢氧化钠溶液;(4)减少振荡。探 究 实 验实验药品:铁、稀硫酸、氢氧化钠溶液稀硫酸铁氢氧化钠溶液K实验步骤如下: (1) 开启K。向氢氧化钠溶液中通入氢气一段时间 (2) 关闭K。将溶液压入氢氧化钠溶液中
24、;观察现象小结:铁的氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色水溶性制法化学性质转化4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3白灰绿红褐白色红褐色不溶不溶Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2Fe 3+ +3OH- Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+Fe3+ +3H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe(OH)2+2H+Fe2+ +2H2O2Fe(OH)2FeO + H2O Fe2、Fe3的检验和转化(1)检验:Fe2:加入氢氧化钠溶液,白色沉淀很快变成灰绿 色,最终变成红褐色;Fe3:加入KSCN溶液,生成血红色的溶液 加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀
25、滴加KSCN溶液无现象,再加氯水变血红色探究二(2)Fe2、Fe3相互转化设计实验方案,实验验证,记录实验现象想想看噢FeFe2 +3 +氧化剂还原剂H2O2、KMnO4/H+、O2 、氯水、稀硝酸KI溶液 、 Fe粉、Cu粉、H2S、SO2Fe3+Fe2+1、2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl22Fe3+Cu2Fe2+Cu2+2、Fe2(SO4)3+Fe3FeSO42Fe3+Fe3Fe2+3、2FeCl3+H2S2FeCl2+S+2HCl2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+4、2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I22Fe3+2I2Fe2+I2 5、2FeCl3+SO2+2H2
26、OFeCl2+FeSO4+4HCl2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+4H+SO42 加入还原剂Fe2+Fe3+2FeCl2+Cl22FeCl32Fe2+Cl22Fe3+2Cl1、2、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)34、4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2(SO4)3+2H2O4Fe2+4H+O24Fe3+2H2O5、6FeSO4+2HNO3+3H2SO43Fe2(SO4)3+4H2O+2NO3Fe2+4H+NO33Fe3+2H2O+NO加入氧化剂Fe2+ 和 Fe3+ 的 转 变3、4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2O2、 Cl2、HNO3 、 H2 O
27、2/H+等 Fe2、Fe3盐的检验和转化讨论:、如何除去FeCl3溶液中少量的FeCl2? 如何除去FeCl2溶液中少量的FeCl3?、氧气也能氧化亚铁离子,含亚铁离子的溶液 怎样保存?、将饱和的氯化亚铁溶液蒸干,并灼烧, 最后得到什么物质? Fe2+ 与氧化性的ClO 、MnO4离子不能大量共存Fe(OH)2FeOFe 2+Fe(OH)3Fe3O4Fe2O3FeFe 3+mFe(OH)2nFe(OH)3铁及其化合物知识网络FeFe3+Fe2+(Cl2、Br2、稀HNO3 浓H2SO4 O2等)强氧化剂弱氧化剂(S、H+、Cu2+等)强氧化剂(KMnO4、K2Cr2O7、O2 、Cl2、Br2
28、、H2O2、 HNO3等)还原剂(Zn、Fe、Cu、I-、S2- 、HI、H2S等)还原剂还原剂铁三角(Zn等)(Zn等)小结:0 +2 +3Fe、 Fe 、 Fe 三者之间的相互转化关系,各举一例写出有关的化学方程式或离子方程式(1)Fe+2H+Fe2+H2(2)2Fe+3Cl22FeCl3(3)2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(4)2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+(5)FeO+CFe+CO(6)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2你知道吗富铁食品你会看药物说明书吗?商品说明: 【药品名称】 通用名:琥珀酸亚铁片 商品名:速力菲 本品主要活性成份为:琥珀酸亚铁。 本品是一种含铁(Fe2+
29、)34.0-36.0的无水碱式盐。结构式、分子式、分子量尚不明。 【性状】本品为薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色。 【适应症】抗贫血药。用于缺铁性贫血症的预防及治疗:【药物相互作用】与维生索C同服,可增加本品吸收。 如何设计实验证明Vc具有还原性?你得到了哪些信息?食品中的还原剂Vc三. 知识应用 1已知FeCl3的熔点为555K,沸点为588K,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂中,据此分析,FeCl3应属于 _型化合物。 2常温下,1mol/L的FeCl3水溶液显 - -性,离子反应方程式为 。常温下,有没有PH=7的FeCl3水溶液?化学实验室中应如何保存FeCl3溶液? 问题一 理论
30、分析与判断共价Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+ 酸 在Na2CO3溶液中滴加少量的FeCl3溶液,可能看到什么现象?分析原因。 问题二 知识迁移与探究Fe3+ +3H2O+3CO32 Fe(OH) 3 + 3HCO3在FeCl3溶液中滴加少量的 Na2CO3溶液,可能看到什么现象?分析原因。2Fe3+ +3H2O+3CO32 2Fe(OH) 3+3CO2 2Na2S也是强碱弱酸盐,它和Na2CO3相似。在Na2S水溶液中滴入少量FeCl3溶液会看到什么现象?分析原因。 在FeCl3溶液中滴入少量的Na2S溶液,又会看到什么现象?请给出合理的解释。2Fe3+ +S2 2Fe2+ +S2F
31、e3+ +3S2 2FeS +S FeCl3 溶液中滴加KSCN溶液后,溶液呈现_色,这是因为_。 有人说,Fe3+离子与F-离子能形成非常稳定的络离子FeF63-,请你设计一个实验加以证明。问题三 实验设计与调查3、铁的盐类Fe 2+ + 2OH- Fe(OH)2 Fe3+ + 3NH3 H2O Fe(OH)3+3 NH4 + 加KSCN呈血红色Fe3+ + SCN-Fe(SCN)2+铁盐亚铁盐FeCl3(aq)FeCl2(aq)棕黄色(Fe3+)浅绿色(Fe2+)颜色水解呈酸性Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+与可溶性碱反应检验a.滴加KSCN溶液无红色,再加氯水变红色b.加碱溶
32、液生成变色沉淀。Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+相互转化FeCl3 FeCl2还原剂(Fe、Cu、KI 、H2S等)氧化剂(Cl2、H2O2 、HNO3等)氧化性还原性FeFe3+Fe2+(Cl2、Br2、稀HNO3 浓H2SO4 O2等)强氧化剂弱氧化剂(S、H+、Cu2+等)强氧化剂(KMnO4、K2Cr2O7、O2 、Cl2、Br2、H2O2、 HNO3等)还原剂(Zn、Fe、Cu、I-、S2- 、HI、H2S等)还原剂还原剂4、铁及其化合物的相互转变(铁三角)(Zn等)(Zn等) 思考与练习:1实验室应如何保存新制的FeSO4溶液?2在FeCl3中滴加Na2S与在Na2S中滴加
33、FeCl3的现象是否相同?3少量的Fe与过量的稀HNO3反应和过量的Fe与少量的稀HNO3反应产物是否相同?4将适量铁粉放入FeCl3溶液中,完全反应后,溶液中的Fe2+和Fe3+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是( ) A、2:3 B、3:2 C、1:2 D、1:1A 钢铁是“工业的血液”中国钢铁产量的增长(单位:万吨)年份钢生铁钢产居世界的位次194915.825.2 2620011570012700 1思考: 1自然界中,铁元素主要以什么形态存在? 2要得到游离态就是将铁的氧化物或硫化物_(氧化、还原),需加入_(氧化剂、还原剂)? 3初中学过工业上常用的还原
34、剂有什么物质?钢铁是怎样炼成的?炼铁反应原理现象:1红色粉末变成黑色。2澄清石灰水变浑浊五、炼铁与炼钢(一)炼铁 铁矿石、焦炭、热空气、石灰石(1)铁矿石:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、 褐铁矿(Fe2O33H2O)及菱铁矿(FeCO3),(2)焦炭(C): 用作燃料以生高温(800) 形成还原剂(3)热空气:使焦煤燃烧发生高温,同时产生CO使氧化铁还原(4)石灰石作熔剂,除脉石(主要成分SiO2)1原料:2原理利用还原剂将铁元素从含铁的化合物中还原出来。(1)还原剂的生成 C + O2 高温 CO2 + Q C+CO2 高温 2CO- Q (2)还原铁 3CO + Fe2O3
35、高温 2Fe + 3CO2 (3)造渣 CaCO3 高温 CaO+CO2 CaO+SiO2 高温 CaSiO3 C+CO2 高温 2CO- QC + O2 高温 CO2 + Q3CO + Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2CaCO3 高温 CaO+CO2CaO+SiO2 高温 CaSiO3CO、CO2、N2、矿尘等3设备:高炉4. 产物(1)生铁(2)高炉煤气气体燃料( CO)(3)炉渣:主要是CaSiO3水泥由于铁和钢在性能上的不同,决定了钢比铁的用途更广。对比铁和钢成分上的差异,你认为将铁怎样处理就变成了钢?生铁和钢中其他元素的含量对比生铁(%)钢(%)C24.30.03 2S0.05 0.070.01 0.05P0.25 0.400.03 0.04Si0.45 0.850.3 5Mn0.500.3 18 怎样可以除硫、磷,减少碳?(二)炼钢1原料 生铁、纯氧、脱氧剂、石灰石2原理用氧化剂将生铁中杂质氧化而除去。 目的:降碳、除硫磷、调硅锰 (1)氧化 Fe + O2 高温 FeO FeO + C 高温 Fe + CO 2FeO +Si 高温 Fe +SiO2 FeO +Mn 高温 Fe + MnO (2)造渣 CaO + SiO2 高温 CaSiO
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