3.1 铁及其化合物 课件高一上学期化学人教版必修第一册

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物学习铁离子的检验方法2课程学习目标学习并掌握铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质1熟练掌握铁三角的关系3丹霞地貌一、铁在自然界的分布陨铁赤铁矿磁铁矿陨铁是铁的单质，但是铁主要以化合物的形式存在于矿石中钠在自然界有单质吗？为什么铁有？铁的金属活动性弱战国铁剑打铁炉战国铁炉我国从很早之前就掌握了冶铁技术一、铁在自然界的分布1、铁的物理性质二、单质铁银白色金属单质熔点：1535℃沸点：2750℃密度：7.86g/cm3以上数据明显高于金属钠，铁的硬度也比金属钠高得多方铁圆铁金属单质一般与什么物质反应？非金属单质，水、酸、盐溶液等思考与交流

：根据上述推测和之前学习的化学知识，对比金属铁和钠的性质，填写下表铁钠非金属单质

酸

盐溶液

水

2、铁的化学性质

铁钠非金属单质

酸盐溶液水2Fe+3Cl22FeCl33Fe+4O2Fe3O4Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2Na+2HCl=2NaCl+H2↑2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Na+Cl22NaCl2Na+O2Na2O24Na+O2=2Na2O?铁与钠的化学性质的区别：1、铁有+2和+3的变价，所以在反应中要注意产物中铁元素的化合价铁有变价，那么是什么在决定生成物中铁元素的化合价呢？氧化剂的氧化性上面的反应中氧化性较强的是什么物质？氯气2、铁的反应现象远没有钠的反应剧烈铁比钠的活动性弱2Fe+3Cl22FeCl33Fe+4O2Fe3O4Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

铁钠非金属单质2Fe+3Cl22FeCl33Fe+4O2Fe3O42Na+Cl22NaCl4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O2酸Fe+2HCl=FeCl2+H2↑2Na+2HCl=2NaCl+H2↑盐溶液Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑水?2Na+2H2O=2NaOH+H2↑铁与水能反应吗？从生活常识可以知道，铁与冷水，甚至是沸腾的水都不反应，那在更高的温度下两者能不能反应呢？铁与水能反应吗？铁与水蒸气的反应请设计一个简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应1.水蒸气的发生装置2.水蒸气与铁粉反应装置3.产物的检验(收集)装置方案1:水蒸气的发生装置水蒸气与铁粉反应装置产物收集装置方案2:方案3:【思考与讨论】有人设计了如图3-5所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。试管底部放入湿棉花，加热湿棉花产生水蒸气。中部放入铁粉装好装置，加热，使水蒸气与铁粉在高温下反应。装置末端将产生的气体导入肥皂液中是为了产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。分析：根据气体检测结果，证明为氢气；反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。试管冷却后，利用磁铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。【思考】如何验证固体是否是四氧化三铁。

红热的铁可以与水蒸气反应，反应方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或者是钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥，这样操作的原因是什么？避免高温下铁与水反应，生成四氧化三铁1、铁的氧化物三、铁的化合物氧化铁四氧化三铁氧化亚铁氧化亚铁是一种黑色粉末，不稳定，受热会转化为四氧化三铁你能写出方程式吗？6FeO+O22Fe3O4氧化铁是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料等红色颜料四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁根据之前的学习，对铁的氧化物进行分类：氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，四氧化三铁不是碱性氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3不存在化合价不变的对应的碱碱性氧化物的反应与水反应生成碱铁的氧化物都不与水反应与酸反应生成盐和水与酸性氧化物反应生成盐FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料两者颜色不同的原因是两者所含的铁的氧化物是不一样的，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？红砖中含的是氧化铁，青砖中含的是四氧化三铁为什么不是氧化亚铁？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炭发生化学反应产生大量的还原气体（氢气和一氧化碳），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。磁铁矿（Fe3O4）赤铁矿（Fe2O3）青砖（含Fe3O4)红砖（含Fe2O3)铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称________________色态_____粉末_______粉末_____晶体溶解性均难溶于水铁元素的价态_____________铁红磁性氧化铁黑色红棕色黑色+2+3+2，+3化学式FeOFe2O3Fe3O4与盐酸反应的离子方程式_________________________________________FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OFexOy+yCO=xFe+yCO2△氧化性用途：Fe2O3：红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料。Fe3O4：制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉1.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Fe2O3A

2、我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝.....日久起销，用刀刮其销，....所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指()A.FeB.FeCl3C.FeOD.Fe2O3D3.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（

）A.FeO·3Fe2O3B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3D.2FeO·Fe2O3B

方案一：能否通过铁和水反应制得？方案二：能否通过铁的氧化物和水反应得到？方案三：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？思考：铁有哪些氢氧化物？如何制备铁的氢氧化物？2、铁的氢氧化物三、铁的化合物实验：用一支试管取2mLFeCl3溶液，用胶头滴管向其中加入少量NaOH溶液。FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFe3＋+3OH－=Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)现象：产生红褐色沉淀。Fe(OH)3受热分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O实验：用一支试管取2mLFeSO4溶液，使用胶头滴管向其中加入少量NaOH溶液，观察现象。FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4现象：生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)Fe2

+2OH

=Fe(OH)2

（白色沉淀）

在什么环境下制得的Fe(OH)2能较长时间保留?

[科学探究]隔绝空气或氧气

[科学探究]可采取哪些措施？1、液体上加履盖层（如苯、煤油等）2、煮沸配制NaOH、FeSO4溶液的蒸馏水3、用长滴管伸入液面下4、排除装置内的空气Fe(OH)2Fe(OH)3色态水溶性制法加热分解

与盐酸反应转化白色固体红褐色固体不溶不溶Fe2＋+2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2+2H＋

=Fe2＋+2H2OFe(OH)3+3H＋

=Fe3+3H2OFe3＋+3OH-=Fe(OH)3↓2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O△3、铁盐和亚铁盐Fe2+

、Fe3+常用的检验方法（红褐色沉淀）（红色溶液）三、铁的化合物（1）Fe3+的检验：a、观察颜色：Fe3+的溶液呈棕黄色b、加碱液：Fe3++3OH

=Fe(OH)3

c、加KSCN溶液：Fe3

+3SCN

=Fe(SCN)3（2）Fe2+的检验：a、观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色（白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色）红色溶液无现象Fe2

加KSCN溶液加氯水b、加碱液：Fe2

+2OH

=Fe(OH)2

(白色沉淀)c、将Fe2

转化为Fe3

检验：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)Fe2+Fe3+Cl2

、O2

、HNO3、*KMnO4Fe、Cu、*I-、*S2-浅绿色棕黄色Fe(OH)3Fe(OH)2红褐色白色碱酸碱酸空气中放置四、Fe2+和Fe3+的转化

过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制造印刷线路板。制作时，把应该保留的铜箔遮挡，然后把铜箔放入氯化铁溶液中，这样没有遮挡的铜箔就被腐蚀掉了，留下了可以导电的铜线。请说出其中发生的反应，写出化学方程式。迁移应用Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl21.现榨的苹果汁在空气中会由绿色变为棕黄色，其原因可能是（

）A苹果汁中的Fe2+变成Fe3+B苹果汁含有Cu2+C苹果汁含有OH-D苹果汁含有Na+2.在含有1molFeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后