3.2 铁金属材料课件高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章第一节铁及其化合物1铁的物理性质（1）自然界中铁的存在铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝元素，居第四位。（是使用最广泛的金属）铁元素在自然界中主要以价和价化合物的形式存在于铁矿石中。（2）物理性质银白色、有金属光泽、具有导电性、导热性、延展性等金属通性，能够被磁铁吸引。（2）主要用途钢铁主要应用于生活用具、生产工具、建筑、机械、电力、桥梁、国防等领域+2+32铁的化学性质（1）与非金属单质反应3Fe+2O2

（纯）=Fe3O4（铁丝在氧气中燃烧，火星四射，放出大量的热）

2Fe+3Cl2=2FeCl3

Fe+S=FeS铁还可以与水蒸气发生反应：

3Fe+H2O(g)=Fe3O4+H2点燃点燃高温铁与水蒸气发生反应K、Ca、Na与H2O反应生成强碱和氢气Mg与沸水反应，生成Mg(OH)2和H2（2）铁与非氧化性酸反应

Fe+2H+=Fe2++H2

Fe+6H2SO4（浓）=Fe2(SO4)3+SO2+H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O（3）铁与盐溶液反应铜盐：Fe+Cu2+=Fe2++Cu铁盐：Fe+2Fe3+=3Fe2+拓展内容（4）铁的钝化常温下，浓硫酸、浓硝酸将铁氧化，在表面形成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属进一步反应，这种现象成为铁的钝化。所以常温下铁的容器（例如：铁罐车）来装浓硫酸。3铁的冶炼（1）常见的铁矿石（2）铁的冶炼ａ冶炼原理：用还原剂（如：H2、CO、Al、Zn等）把铁从铁的化合物中还原出来。ｂ原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等ｃ设备：炼铁高炉（简称高炉）ｄ冶炼过程（以高炉炼铁为例）：1原理：铁矿石铁产生还原剂：CCO2CO2主要反应CO还原铁矿石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO焦炭、空气、石灰石等热还原法O2C高温4铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁（铁红）四氧化三铁（磁性氧化铁）化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体物质类别碱性氧化物碱性氧化物铁的化合物+2价+3价+2、+3价水溶性均不溶于水与非氧化性酸反应FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe3++4H2O与H2/CO/Al反应FeO+H2=Fe+H2OFe2O3+3CO=2Fe+3CO2Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3高温高温铝热反应Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe2O3、Fe3O4等）在高热条件下发生的反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应。

高温思考与讨论可以将Fe3O4看成是FeO和Fe2O3所组成的混合物吗？答：不可以，所有能写出化合物的物质都是纯净物，所以不能说是有两个物质混合得到的，但是书写时可以写成FeO·Fe2O3的形式5铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体（不能描述为红色或其他的颜色）水溶性难溶难溶与酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O稳定性不稳定，在空气中迅速被氧化。由白色变成灰绿色最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3常温下稳定，加热分解Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制备Fe2++2OH-=Fe(OH)2(必须在非氧化性环境中制备)Fe3++3OH-=Fe(OH)3制备Fe(OH)2

6Fe2+、Fe3+的检验（1）SCN-（硫氰根离子）法：取少量待测液于试管中，向其中滴加无色的KSCN溶液，若溶液变成血红色证明原溶液中含有Fe3+Fe3++3SCN-Fe(SCN)3（2）碱液法：取少量的待测液于试管中，向其中滴加NaOH溶液，若产生红褐色沉淀，证明原溶液中有Fe3+Fe3++OH-=Fe(OH)3Fe3+（1）SCN-氯水法：取少量待测液于试管中，向其中滴加无色的KSCN溶液，若溶液不变红，在滴加氯水，溶液变红，证明原溶液中有Fe2+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（2）碱液法：取少量的待测液于试管中，向其中滴加NaOH溶液，若产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色最终变成红褐色，证明原溶液中有Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O=Fe(OH)3Fe2+（1）淀粉碘化钾法

变蓝色

滴在淀粉碘化钾试纸上

无明显现象（2）KMnO4溶液法

不褪色：Fe3+KMnO4酸性

褪色：Fe2+Fe3+Fe2+（3）铜片法插入铜片（1）：溶液变蓝（Fe3+）

（2）：无明显现象（Fe2+）（4）亚铁氰化钾溶液和铁氰化钾溶液是检验Fe3+和Fe2+的特征试剂。Fe3+蓝色沉淀Fe2+蓝色沉淀K4[Fe(CN)6]溶液K3[Fe(CN)6]溶液7Fe三角的转化问题（1）FeFe2+（弱氧化剂（非氧化性酸））：HCl、稀H2SO4等，Cu2+、S单质等归中反应：

Fe+2Fe3+=3Fe2+（2）FeFe3+（强氧化剂）：Cl2、稀、浓硝酸、浓H2SO4（3）Fe2+Fe3+（氧化剂）：＊

Fe2++Cl2=Fe3++Cl-＊

Fe2++H2O2=Fe3++H2O＊5Fe2++MnO42-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O（4）Fe2+Fe（还原剂）：CO、ZnFeO+CO=Fe+CO2Fe2++Zn=Zn2++Fe高温（5）Fe3+Fe2+（还原剂）：

2Fe3++Fe=3Fe2+（归中反应）

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+（工业腐蚀电路板）（6）Fe3+FeFe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3（铝热反应）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2（炼铁）高温高温8Fe和Fe的氧化物的混合物与酸（H+）反应的计算用终态法、关系式法、守恒法等方法巧解这类计算问题(1)终态法:固体和盐酸(硫酸)恰好完全反应,溶液中没有Fe3+，即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液,因此有n(Fe2+):n(Cl-)=1:2[m(Fe2+):m(SO42-)]=1].混合物中n(Fe)与盐酸(硫酸)中n(H+)之比为1:2结论。(2)关系式法:由Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、Fe+Fe2O3+6HCl=3FeCl2+3H2O可知,若没有Fe生成，则反应的Fe(不产生H2)与FeO的关系是Fe-FeO,则有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等关系。(3)守恒法:主要有Fe原子守恒、Cl-(SO42-)守恒溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe2+得到的电子守恒等。例题有铁、氧化铁、四氧化三铁的混合物3.44g，加入50ml,2mol·L-1盐酸溶液时，恰好完全反应，并且生成气体的体积在标准状况下为0.224L，向所得溶液中滴加KSCN溶液无明显变化。若将等质量的该混合物在CO中加热并充分反应，冷却后的固体质量为（）A2.8gB1.52gC3.4gD2.0gA第二节金属材料1合金

2铝和铝合金实验1铝片和盐酸反应实验2铝片与NaOH溶液反应

铜合金1、黄铜（与金的颜色很相似）

Cu-Zn合金2、青铜Cu-Sn合金3、白铜Cu-Ni合金物质的量在化学方程式计算中的应用（1）物质的量应用于化学方程式计算的依据(2)物质的量应用于化学方程式计算的模式化学方程式表示化学反应前后的物质变化，包括反应物和生成物之间的分子数兴系、质量关系、物质的量关系、气体物质的体积关系，以及反应前后固体的质量差、与体的体积差或物质的量的差等差量关系。因此，根据化学方程式进行计算时,列比侧式不必拘泥于质量之间的正比例关系，只要注意化学计量数，并使上下(同一物质)单位相同，左右(两种物质)量相对应，都可以列出比例式，直接求解质量物质的量、气体体积等相关量。化学方程式中各物质的化学计量数之比粒子数之比物质的量之比同温同压下气体的体积之比根据化学方程式进行计算的一般步骤1、设未知数（质量、物质的量或气体体积）2、写出相应的化学方程式3、在相应的物质下面标出相关量4、列出比例式，先进行过量讨论，再按照不过量的物质列出比例式5、解出含有上述未知数的比例式6、简明写出答案根据化学方程式进行计算的常用方法1、关系式法：当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”，即可求得未知量。2、守恒法：依据化学反应中原子守恒、电荷守恒、电子守恒（失电子数=得电子数，化合价升高总数=化合价降低总数）寻找关系，列等式求解。3、差量法：根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的理论差量，如反应前后的质量差、物质的量之差、气体体积之差等。该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。例题由Zn+H2SO4