铁的单质课件

第一节铁及其化合物第1课时铁的单质第三章铁金属材料学习目标1.了解铁元素在自然界中的存在形态、与人体健康的关系，体会化学对人类生活的重要意义；从我国古代应用铁的化学史感受中华民族在科技发展进程中的贡献,增强文化自信。2.能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质，基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式，并用于解释生产中简单的化学问题，培养安全意识。3.结合应用实例，将铁的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。金属及其化合物的研究方法金属单质FeFeOFe3O4Fe2O3Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2+Fe3+金属氧化物碱盐新课引入一、铁在自然界中的存在人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。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。陨铁磁铁矿Fe3O4菱铁矿FeCO3赤铁矿Fe2O3黄铁矿FeS2一、铁在自然界中的存在丹霞地貌的岩层因Fe2O3

而呈红色铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。地壳中元素含量递减OSiAlFeCa铁矿场二、铁的冶炼方法春秋初年隋唐年间明代现代工业秦国的铜柄铁剑用煤炼铁用焦炭冶炼生铁高炉炼铁据《吴越春秋》记载:“请干将许作名剑二收。干将作剑来五山之铁精，六合之金英，使童男童女三百人，

鼓橐（tuó）装炭，遂以成剑，阳曰干将，阴曰莫邪。”干将莫邪剑（中国五大名剑之一）铁精：铁的精华，纯铁金英：金属的精华原料？春秋初年，我国人民已经掌握冶铁技术二、铁的冶炼方法二、铁的冶炼方法Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温

三、铁的物理性质①银白色(铁粉为黑色)，有金属光泽。②有延展性和导热性。③能导电，但其导电性不如铜和铝。④能被磁铁吸引。⑤熔点：1535℃；沸点：2750℃；密度：7.86g/cm3。四、铁的化学性质金属活动性顺序表:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu铁单质具有那些化学性质呢?根据金属活动顺序表，铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生反应。如：铁与氯气反应，铁与稀盐酸反应，铁硫酸铜反应。容易失去最外层电子以及部分次外层电子，表现出较强的还原性。在化合物中表现出+2价、+3价和+6价，其中+2价和+3价较常见，+6价少见。四、铁的化学性质1.与非金属单质反应②与Cl2和Br2反应：2Fe+3Cl2===2FeCl3①与O2反应：点燃：3Fe+2O2===Fe3O4（黑色）点燃空气中缓慢氧化生成铁锈：Fe2O3（红棕色）③与S反应：Fe+S===FeSΔ④与I2反应：Fe+I2===FeI2Δ氧化性：Cl2>Br2>I2>S2Fe+3Br2===2FeBr3把溶液中活泼性小于铁的金属置换出来Fe+CuSO4===FeSO4+CuFe+2AgNO3===Fe(NO3)2+2AgFe+2FeCl3===3FeCl2Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+Cu2+=Fe2++Cu

Fe+2Ag+=Fe2++2Ag

【思考】若向含0.1molCu2+、0.1molFe3+的混合溶液中加入5.6g铁粉，最后溶液中剩下的各种离子物质的量是多少？四、铁的化学性质2.与部分盐溶液反应0.2molFe2+、0.05molCu2+四、铁的化学性质3.与酸反应①与非氧化性酸（HCl、稀硫酸）反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑②与氧化性酸（浓硫酸、硝酸）反应（后续详细学习）：与稀硝酸或者在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸发生反应，但是无H2产生遇到冷的浓硫酸和浓硝酸会发生钝化Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O

3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

铁少量：铁足量：铁与稀HNO3反应：Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O△了解铁与浓硝酸、浓硫酸的反应：2Fe＋6H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O△四、铁的化学性质【思考】在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前必须进行充分的干燥处理，不得留有水，这是为什么呢？生活经验告诉我们，常温及加热条件下，铁与水是不发生反应的。那么在高温下，铁能与水发生反应吗?【思考1】从理论上来说，铁是否具备与水反应的可能性？（类比Na）铁可能与水发生反应【思考2】从氧化还原反应角度，铁与水反应中，氧化剂和还原剂是谁？铁作还原剂，水作氧化剂【思考3】水的氧化性强吗？较弱，因此需要较强的反应条件：高温、水蒸气【思考4】铁与水反应，预期产物是什么？（类比Na）【思考5】若要证明铁与水蒸气的反应，如何设计实验装置？四、铁的化学性质Fe+H2O(g)H2？+ 含铁化合物？高温四、铁的化学性质4.与水反应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)装置四、铁的化学性质4.与水反应实验注意点：①试管口略向下倾斜；②酒精灯先加热湿棉花，有水蒸气后，再点燃酒精灯加热还原铁粉；③加热一会后再将导管插入到肥皂水中；④结束时，先撤导管，再移酒精灯。实验现象：蒸发皿中产生大量肥皂泡，试管中固体仍呈黑色。3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

高温四、铁的化学性质金属与水反应的一般规律KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属性越强，常温下与水反应越剧烈；①活泼金属K、Na等可与冷水迅速剧烈反应(放热)，生成可溶性碱与H2。②Mg与冷水反应缓慢，但在加热条件(或沸水)，Mg与水的反应加快。③Fe、Zn等可以与水蒸气反应生成金属氧化物和H2。④Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应。常见金属的活动性顺序：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

高温2K+2H2O===2KOH+H2↑Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑△1.以下说法正确的有_______。①浓盐酸与铁屑反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑②纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附③铁在高温下与H2O(g)发生置换反应生成Fe3O4④Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3⑤用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装没有发生化学反应⑥Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价，但Fe3O4为纯净物⑦Fe与浓硝酸、浓硫酸不反应，可用铁制容器储运浓硝酸、浓硫酸⑧氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂随堂训练③⑥2.我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是（）A.“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性B.“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈C.“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化D.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁C随堂训练五、铁的用途人体中的铁元素铁在人体中的含量为4~5g，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功能性铁储存铁参与氧的运输与一些酶结合缺铁会造成记忆力、免疫力、对温度适应力下降、贫血五、铁的用途第一节铁及其化合物第2课时铁的氧化物和氢氧化物第三章铁金属材料学习目标1.能根据铁的氧化物、氢氧化物的性质和发生的变化，认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的化学学习观念。(宏观辨识与微观探析)。2.通过探索氢氧化亚铁的制备方法的体验，培养学生的创新意识和创新思维能力，养成实事求是的科学精神、严谨的科学态度和勤于思考、善于思考、敢于创新、不断创新的科学素养。(科学探究与创新意识)新课引入外磁场载药纳米磁性氧化铁癌细胞利用该铁磁流体的磁性，实现磁性导向的靶向给药等……小材料大用途一、铁的氧化物氧化亚铁（FeO）氧化铁（Fe2O3）四氧化三铁（Fe3O4）化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名色态铁的价态水溶性稳定性是否为碱性氧化物氧化性——铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2+3+2、+3不溶不溶不溶稳定稳定高温时，都能与C、CO、H2反应，被还原生成Fe(炼铁原理)是是否

不稳定6FeO+O2===2Fe3O4FeO·Fe2O3一、铁的氧化物一、铁的氧化物【思考1】写出FeO、Fe2O3、Fe3O4分别溶于稀硫酸的离子方程式。FeO+2H+===Fe2++H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2OFe3O4+8H+===Fe2+

+2Fe3++4H2O【思考2】写出FeO、Fe3O4分别溶于稀硝酸的化学方程式。3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3

+NO↑+5H2O3Fe3O4+28HNO3(稀)===9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O【思考3】写出Fe2O3、Fe3O4分别溶于氢碘酸的化学方程式。Fe3O4+8HI===3FeI2+I2+4H2OFe2O3+6HI===2FeI2+I2+3H2O一、铁的氧化物a.作为冶炼金属的原料b.Fe2O3用于制红色油漆和涂料c.Fe3O4用于制录音磁带、电讯器材、复印机、打印机墨粉。铁的氧化物的用途：FexOy＋yCO===xFe＋yCO2高温二、铁的氢氧化物【实验3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液(氨水也可)，观察并描述发生的现象。FeCl3和NaOH溶液FeSO4和NaOH溶液现象化学方程式离子方程式FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaClFe3++3OH−===Fe(OH)3↓FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色产生红褐色沉淀Fe2++2OH−===Fe(OH)2↓二、铁的氢氧化物从物质分类、化合价两个角度预测Fe(OH)2、Fe(OH)3性质。③Fe(OH)3的氧化性④热不稳定性①碱性Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+===Fe2++3H2O②Fe(OH)2的还原性4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

3Fe(OH)2+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O△Fe(OH)2的受热分解较复杂二、铁的氢氧化物【探究】欲制取Fe(OH)2应注意什么问题？实验时如何操作？①把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一下。煤油NaOH溶液新制FeSO4溶液②使用新配制的FeSO4溶液和NaOH溶液。③在试管中FeSO4溶液液面上预先注入一层植物油，加入NaOH溶液的胶头滴管的尖端插入FeSO4溶液液面以下。防止氧气的干扰【方案1】二、铁的氢氧化物操作：先滴加_________，然后收集氢气并验纯，当氢气纯净后，再滴加______________。NaOH溶液稀硫酸排除溶解氧的方法：加热煮沸或以气排气【方案2】【方案3】操作：先______止水夹，在试管Ⅱ出口处收集氢气并验纯，当氢气纯净后，_______止水夹。产生的氢气使A中压强________，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入_________。打开关闭增大B中止水夹1.某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答:(1)仪器1的名称

。装置5的作用

。

(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中

。

(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:

。分液漏斗液封，防止空气进入装置4在装置2、3之间添加控制开关装置4内的空气没有排尽随堂训练2.如图为制取Fe(OH)2的实验装置，分液漏斗中是稀硫酸，烧瓶中是Fe粉，b中是NaOH溶液。下列说法错误的是(

)A.NaOH溶液被煮沸过，目的是除去溶液中溶解的O2B.反应过程中产生的H2能排除装置中的O2C.分液漏斗对反应的速率有控制能力D.e在实验开始时关闭，在生成Fe(OH)2时打开D随堂训练第一节铁及其化合物第3课时Fe2+、Fe3+的检验和相互转化第三章铁金属材料学习目标1.掌握Fe2+和Fe3+的检验方法，

并能正确进行有关实验操作。2.能够通过化合价的角度，选择合适的试剂，掌握Fe2+和Fe3+的相互转化，巩固提高氧化还原反应的知识。3.能够基于分类、比较、归纳的学习方法，构建铁盐和亚铁盐的知识体系。一、Fe2+和Fe3+的检验方案1：观察溶液颜色Fe3+溶液：黄色Fe2+溶液：浅绿色方案2：向FeCl3溶液和FeCl2溶液中各滴入NaOH溶液。白色沉淀灰绿色红褐色沉淀红褐色沉淀一、Fe2+和Fe3+的检验【实验3-2】观察实验，填写下表：

滴入KSCN溶液的现象解释（用离子方程式）结论与应用FeCl3溶液FeCl2溶液

Fe3+＋3SCN−=Fe(SCN)3溶液变红色没有明显现象可用来检验Fe3+一、Fe2+和Fe3+的检验【实验3-3】观察实验，填写下表：现象反应的化学方程式结论在FeCl3溶液中加入铁粉，充分反应再加入KSCN溶液再加入氯水，振荡2Fe3+＋Fe===3Fe2+2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−氧化性：Cl2>Fe3+>Fe2+【思考】检验Fe2+时，能否先加氯水，再加KSCN溶液？不能加入铁粉，溶液变浅绿色，再加KSCN溶液，没有明显现象。溶液变红色一、Fe2+和Fe3+的检验【探究】四氧化三铁中铁元素的化合价可选试剂：墨粉、稀硫酸、NaOH溶液、KSCN溶液、铁氰化钾溶液【知识卡片】Fe2+和Fe3+的检验试剂现象离子方程式Fe2+K3[Fe(CN)6]赤血盐产生蓝色沉淀Fe3+KSCN硫氰化钾溶液变血红色K++Fe2++[Fe(CN)6]3−=KFe[Fe(CN)6]↓Fe3+＋3SCN−=Fe(SCN)3一、Fe2+和Fe3+的检验【探究】四氧化三铁中铁元素的化合价可选试剂：墨粉、稀硫酸、NaOH溶液、KSCN溶液、铁氰化钾溶液适量墨粉稀硫酸静置取上层清液KSCN溶液含有Fe3+铁氰化钾溶液含有Fe2+【实验方案】若变血红色若产生蓝色沉淀一、Fe2+和Fe3+的检验【小结】Fe3+、Fe2+的检验方法：(1)Fe2+的检验(2)Fe3+的检验试剂顺序K++Fe2++[Fe(CN)6]3−=KFe[Fe(CN)6]↓Fe3++3SCN−=Fe(SCN)3一、Fe2+和Fe3+的检验【小结】Fe3+、Fe2+的检验方法：(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验①Fe3+的检验②Fe2+的检验(Cl−也能还原KMnO4，会造成干扰)随堂训练1.证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+最佳的实验方法是（）

A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色

B．先滴加NH4SCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色

C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色

D．加入几滴酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色B【研究与实践】欲检验菠菜中的铁元素，请设计实验方案。固体样品预处理溶液固体样品检验思维模型：将菠菜研磨或煮沸，所得溶液加氧化剂（稀硝酸）、KSCN溶液：一、Fe2+和Fe3+的检验二、Fe2+和Fe3+的相互转化Fe2+Fe3+Cl2

、O2

、HNO3、H2O2、浓H2SO4、KMnO4（H+）Fe、Cu、I−、SO2

、S2−浅绿色还原性为主氧化性黄色2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O

4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O

二、Fe2+和Fe3+的相互转化Fe2+Fe3+Cl2

、O2

、HNO3、H2O2、浓H2SO4、KMnO4（H+）Fe、Cu、I−、SO2

、S2−浅绿色还原性为主氧化性黄色①2Fe3++2I−＝2Fe2++I2

③2Fe3++S2−＝2Fe2++S↓④2Fe3++H2S＝2Fe2++S↓+2H+

⑤2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+

⑥2Fe3++Fe＝3Fe2+

二、Fe2+和Fe3+的相互转化【应用1】含Fe2+、Fe3+的分离、除杂方法(括号内为杂质)(1)FeCl3溶液(FeCl2)：

(2)FeCl2溶液(FeCl3)：

(3)FeSO4溶液(CuSO4)：

二、Fe2+和Fe3+的相互转化加足量氯水或通入足量Cl2。加足量铁粉，充分反应后过滤。加足量铁粉，充分