3.1.1 铁的单质（教学课件）-【一线课堂】2022-2023学年高一化学同步课件+作业（人教版2019必修第一册）

走进奇妙的化学世界2022必修第一册第三章

铁金属材料第一节

铁及其化合物第1课时铁的单质自然界中的铁元素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。丹霞地貌因富含Fe2O3而呈红色陨铁Fe3O4我国古代炼铁技术Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2高温战国时期最大的铁器——长方形铁炉铜柄铁剑战国铁剑用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来

学习

目标PART01PART02

了解铁元素在自然界中的存在形态；

了解铁的物理性质，掌握铁的主要化学性质；了解铁单质的冶炼方法。PART03第1课时铁的单质铁元素单质+3价化合物+2价化合物存在于矿石中铁元素在地壳中含量丰富，仅次于氧\硅

\铝，排在第四位。铁制品在世界历史上乃至现代化社会，用途广泛，不可或缺。那么，自然界中铁元素有哪些存在形态呢？存在于陨铁中陨星即坠星，来自地球之外，属“天外来客”。含石量大的陨星称为陨石，含铁量大的陨星称为陨铁（陨铁通常含铁80%以上，常含镍）。陨铁一．铁元素在自然界中的存在形态铁的化合物一般存在于矿石中，如磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿等等，其中磁铁矿和赤铁矿中含铁量较高，达到70%以上，比较适合工业炼铁。磁铁矿（主要成分是Fe304）赤铁矿（主要成分是Fe2O3）褐铁矿FeO(OH)·nH2O黄铁矿（主要成分是FeS2）菱铁矿（主要成分是FeCO3）思考：为什么铁器时代晚于铜器时代？1.自然界中铁单质储量少于铜单质2.铁的金属活动性比铜强。金属越活泼，越以化合物形式存在，提炼出单质的条件越高。KCaNa

MgAlZn

FeSnPbHCuHgAgPtAu战国时期最大的铁器——长方形铁炉银白色金属单质熔点：1535℃沸点：2750℃密度：7.86g/cm3良好的延展性、导热性好、能够导电（不如铜和铝）二．铁单质的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性，具有能被磁铁吸引的特征。【例题1】下列关于铁的叙述，错误的是()A．纯净的铁是光亮的银白色金属B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身能产生磁场C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化【答案】C通常用的铁不是纯铁，而是含有碳等杂质，增强了硬度，降低了熔沸点。1）与某些非金属单质反应：Cl2SFe+S=FeS△2Fe+3Cl2=2FeCl3△4Fe+3O2=2Fe2O3铁在空气中缓慢氧化：铁在纯氧中燃烧：铁与硫磺共热：铁在氯气中点燃或共热：3Fe+2O2=Fe3O4点燃俗名铁红，红棕色俗名磁性氧化铁，黑色+2+3＞比较氯气和硫的氧化性：三．铁单质的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。铁单质只有还原性，一般遇弱氧化剂被氧化为＋2价，遇强氧化剂被氧化为＋3价。2）与酸（特指稀硫酸、盐酸）反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑知识小贴士：铁与浓硫酸、浓、稀硝酸等强氧化性酸反应较复杂，不产生氢气。3）与相对不活泼金属盐溶液反应：Fe+2AgNO3=2Ag+Fe(NO3)2Fe+CuSO4=FeSO4+CuFe的化合价转化归纳：1.铁与酸、盐发生置换反应时，转化成+2价，即Fe2+2.铁与氯气等强氧化剂反应，转化成+3价，即Fe3+Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+2Ag+=Fe2++2AgFe+Cu2+=Fe2++Cu

铁钠非金属单质

酸盐溶液水2Na+Cl22NaCl4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O22Na+2HCl=2NaCl+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2Na+2H2O=2NaOH+H2↑常温下，铁与水不反应2Fe+3Cl22FeCl33Fe+2O2Fe3O4Fe+SFeS思考交流1.铁有+2和+3变价，是什么决定生成物中铁元素的化合价？上面的反应中氧化性较强的是什么物质？2.铁的反应现象为什么远没有钠的反应剧烈？氧化剂的氧化性氯气铁比钠的活动性弱改变条件，铁与水能反应吗？铁和水的反应探究凭生活经验，你觉得铁和水会反应吗？2.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，不得留有水。这是为什么呢？如果铁和水反应，要满足什么条件呢？铁与冷水铁与热水XX①棉花的作用：

。②酒精灯的火焰可用防风罩套住，____________________。③肥皂液的作用：

。④结束时，先_________，再_________。爆鸣H2提供水蒸气收集氢气思考交流提高温度，加热效果更好撤导管移酒精灯①装置特征：固体→气体，试管口略向倾斜②先加热，有水蒸气后，再加热还原铁粉③结束时，先撤，再移酒精灯。④反应物中的H2O要注明状态（g）,生成的H2不标“↑”3Fe＋4H2O(g)====Fe3O4＋4H2高温2、实验结论：1、实验现象：加热时试管内铁粉红热，生成黑色固体，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。3、注意事项：下导管湿棉花高温水蒸气在下铁可与反应：Fe3O4中铁元素的化合价：

+2、+3可将Fe3O4看成Fe2O3˙FeO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：

，该反应中氧化剂是

，氧化产物是

。

(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

。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收集H2并检验其纯度A3Fe＋4H2O(g)===Fe3O4＋4H2高温H2OFe3O4【例题2】替换装置改进点：1.改变水蒸气的生成方式2.氢气的收集、检验方式生成水蒸气排水法收集H2向下排空气法短进长出收集H2①焦炭与氧气燃烧提供热量②焦炭与CO2反应提供还原剂③CO还原氧化铁得到铁④石灰石生产CaO除渣工业炼铁5）铁元素的作用1、铁元素以铁单质的形式用于炼钢、制造铸铁和煅铁。2、铁和其化合物还用作磁铁、染料（墨水、蓝晒图纸、胭脂颜料）和磨料（红铁粉）。3、还原铁粉大量用于还原其他相对不活泼金属（冶金）。

4、铁元素是人体必须的微量元素之一。缺铁时可服用适量补铁剂（Fe2+）【总结】在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应。(1)铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物。(2)铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物。(3)红热的铁能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。1、铁有+2、+3价两种价态,单质铁与

(填下列编号,下同)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稀硝酸(足量)

⑦稀硫酸

⑧CuSO4溶液⑨FeCl2溶液①⑥④⑤⑦⑧②③2．下列叙述正确的是()A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化D．足量的铁在氯气中燃烧生成FeCl2和FeCl3【答案】C3．有关铁的叙述中不正确的是（）A．铁能被磁铁吸引 B．人体的血红蛋白中含有铁元素C．在空气中能剧烈燃烧 D．铁能与水蒸气反应【答案】C4．下列关于铁与水蒸气反应的叙述不正确的是()A．是氧化还原反应B．铁是还原剂C．需在高温条件下进行D．产物是氧化铁和氢气【答案】D5．下列既能由金属和氯气直接制取，又能由金属和盐酸直接制取的是（）A．FeCl2 B．AlCl3

C．FeCl3 D．CuCl2【答案】B6．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是()A．焦炭和一氧化碳都是还原剂B．采用富