3.2 鐵金屬材料課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

第三章第一節(jié)鐵及其化合物1鐵的物理性質(zhì)（1）自然界中鐵的存在鐵在地殼中的含量僅次于氧、硅、鋁元素，居第四位。（是使用最廣泛的金屬）鐵元素在自然界中主要以價和價化合物的形式存在于鐵礦石中。（2）物理性質(zhì)銀白色、有金屬光澤、具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等金屬通性，能夠被磁鐵吸引。（2）主要用途鋼鐵主要應(yīng)用于生活用具、生產(chǎn)工具、建筑、機(jī)械、電力、橋梁、國防等領(lǐng)域+2+32鐵的化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)3Fe+2O2

（純）=Fe3O4（鐵絲在氧氣中燃燒，火星四射，放出大量的熱）

2Fe+3Cl2=2FeCl3

Fe+S=FeS鐵還可以與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)：

3Fe+H2O(g)=Fe3O4+H2點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫鐵與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)K、Ca、Na與H2O反應(yīng)生成強(qiáng)堿和氫氣Mg與沸水反應(yīng)，生成Mg(OH)2和H2（2）鐵與非氧化性酸反應(yīng)

Fe+2H+=Fe2++H2

Fe+6H2SO4（濃）=Fe2(SO4)3+SO2+H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O（3）鐵與鹽溶液反應(yīng)銅鹽：Fe+Cu2+=Fe2++Cu鐵鹽：Fe+2Fe3+=3Fe2+拓展內(nèi)容（4）鐵的鈍化常溫下，濃硫酸、濃硝酸將鐵氧化，在表面形成一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內(nèi)層金屬進(jìn)一步反應(yīng)，這種現(xiàn)象成為鐵的鈍化。所以常溫下鐵的容器（例如：鐵罐車）來裝濃硫酸。3鐵的冶煉（1）常見的鐵礦石（2）鐵的冶煉ａ冶煉原理：用還原劑（如：H2、CO、Al、Zn等）把鐵從鐵的化合物中還原出來。ｂ原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等ｃ設(shè)備：煉鐵高爐（簡稱高爐）ｄ冶煉過程（以高爐煉鐵為例）：1原理：鐵礦石鐵產(chǎn)生還原劑：CCO2CO2主要反應(yīng)CO還原鐵礦石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO焦炭、空氣、石灰石等熱還原法O2C高溫4鐵的氧化物名稱氧化亞鐵氧化鐵（鐵紅）四氧化三鐵（磁性氧化鐵）化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體物質(zhì)類別堿性氧化物堿性氧化物鐵的化合物+2價+3價+2、+3價水溶性均不溶于水與非氧化性酸反應(yīng)FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe3++4H2O與H2/CO/Al反應(yīng)FeO+H2=Fe+H2OFe2O3+3CO=2Fe+3CO2Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3高溫高溫鋁熱反應(yīng)Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3

鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點(diǎn)金屬單質(zhì)的方法?？珊唵握J(rèn)為是鋁與某些金屬氧化物（如Fe2O3、Fe3O4等）在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬，并且它是一個放熱反應(yīng)。

高溫思考與討論可以將Fe3O4看成是FeO和Fe2O3所組成的混合物嗎？答：不可以，所有能寫出化合物的物質(zhì)都是純凈物，所以不能說是有兩個物質(zhì)混合得到的，但是書寫時可以寫成FeO·Fe2O3的形式5鐵的氫氧化物名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體（不能描述為紅色或其他的顏色）水溶性難溶難溶與酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定，在空氣中迅速被氧化。由白色變成灰綠色最終變成紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3常溫下穩(wěn)定，加熱分解Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制備Fe2++2OH-=Fe(OH)2(必須在非氧化性環(huán)境中制備)Fe3++3OH-=Fe(OH)3制備Fe(OH)2

6Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)（1）SCN-（硫氰根離子）法：取少量待測液于試管中，向其中滴加無色的KSCN溶液，若溶液變成血紅色證明原溶液中含有Fe3+Fe3++3SCN-Fe(SCN)3（2）堿液法：取少量的待測液于試管中，向其中滴加NaOH溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明原溶液中有Fe3+Fe3++OH-=Fe(OH)3Fe3+（1）SCN-氯水法：取少量待測液于試管中，向其中滴加無色的KSCN溶液，若溶液不變紅，在滴加氯水，溶液變紅，證明原溶液中有Fe2+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（2）堿液法：取少量的待測液于試管中，向其中滴加NaOH溶液，若產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色最終變成紅褐色，證明原溶液中有Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O=Fe(OH)3Fe2+（1）淀粉碘化鉀法

變藍(lán)色

滴在淀粉碘化鉀試紙上

無明顯現(xiàn)象（2）KMnO4溶液法

不褪色：Fe3+KMnO4酸性

褪色：Fe2+Fe3+Fe2+（3）銅片法插入銅片（1）：溶液變藍(lán)（Fe3+）

（2）：無明顯現(xiàn)象（Fe2+）（4）亞鐵氰化鉀溶液和鐵氰化鉀溶液是檢驗(yàn)Fe3+和Fe2+的特征試劑。Fe3+藍(lán)色沉淀Fe2+藍(lán)色沉淀K4[Fe(CN)6]溶液K3[Fe(CN)6]溶液7Fe三角的轉(zhuǎn)化問題（1）FeFe2+（弱氧化劑（非氧化性酸））：HCl、稀H2SO4等，Cu2+、S單質(zhì)等歸中反應(yīng)：

Fe+2Fe3+=3Fe2+（2）FeFe3+（強(qiáng)氧化劑）：Cl2、稀、濃硝酸、濃H2SO4（3）Fe2+Fe3+（氧化劑）：＊

Fe2++Cl2=Fe3++Cl-＊

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

2Fe3++Fe=3Fe2+（歸中反應(yīng)）

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+（工業(yè)腐蝕電路板）（6）Fe3+FeFe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3（鋁熱反應(yīng)）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2（煉鐵）高溫高溫8Fe和Fe的氧化物的混合物與酸（H+）反應(yīng)的計算用終態(tài)法、關(guān)系式法、守恒法等方法巧解這類計算問題(1)終態(tài)法:固體和鹽酸(硫酸)恰好完全反應(yīng),溶液中沒有Fe3+，即多個反應(yīng)后的“終態(tài)”是溶質(zhì)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)與鹽酸(硫酸)中n(H+)之比為1:2結(jié)論。(2)關(guān)系式法:由Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、Fe+Fe2O3+6HCl=3FeCl2+3H2O可知,若沒有Fe生成，則反應(yīng)的Fe(不產(chǎn)生H2)與FeO的關(guān)系是Fe-FeO,則有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等關(guān)系。(3)守恒法:主要有Fe原子守恒、Cl-(SO42-)守恒溶液中電荷守恒、Fe失去的電子與H+和Fe2+得到的電子守恒等。例題有鐵、氧化鐵、四氧化三鐵的混合物3.44g，加入50ml,2mol·L-1鹽酸溶液時，恰好完全反應(yīng)，并且生成氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.224L，向所得溶液中滴加KSCN溶液無明顯變化。若將等質(zhì)量的該混合物在CO中加熱并充分反應(yīng)，冷卻后的固體質(zhì)量為（）A2.8gB1.52gC3.4gD2.0gA第二節(jié)金屬材料1合金

2鋁和鋁合金實(shí)驗(yàn)1鋁片和鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2鋁片與NaOH溶液反應(yīng)

銅合金1、黃銅（與金的顏色很相似）

Cu-Zn合金2、青銅Cu-Sn合金3、白銅Cu-Ni合金物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用（1）物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計算的依據(jù)(2)物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計算的模式化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)前后的物質(zhì)變化，包括反應(yīng)物和生成物之間的分子數(shù)興系、質(zhì)量關(guān)系、物質(zhì)的量關(guān)系、氣體物質(zhì)的體積關(guān)系，以及反應(yīng)前后固體的質(zhì)量差、與體的體積差或物質(zhì)的量的差等差量關(guān)系。因此，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算時,列比側(cè)式不必拘泥于質(zhì)量之間的正比例關(guān)系，只要注意化學(xué)計量數(shù)，并使上下(同一物質(zhì))單位相同，左右(兩種物質(zhì))量相對應(yīng)，都可以列出比例式，直接求解質(zhì)量物質(zhì)的量、氣體體積等相關(guān)量。化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比粒子數(shù)之比物質(zhì)的量之比同溫同壓下氣體的體積之比根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算的一般步驟1、設(shè)未知數(shù)（質(zhì)量、物質(zhì)的量或氣體體積）2、寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式3、在相應(yīng)的物質(zhì)下面標(biāo)出相關(guān)量4、列出比例式，先進(jìn)行過量討論，再按照不過量的物質(zhì)列出比例式5、解出含有上述未知數(shù)的比例式6、簡明寫出答案根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算的常用方法1、關(guān)系式法：當(dāng)已知物和未知物之間是靠多個反應(yīng)來聯(lián)系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”，即可求得未知量。2、守恒法：依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中原子守恒、電荷守恒、電子守恒（失電子數(shù)=得電子數(shù)，化合價升高總數(shù)=化合價降低總數(shù)）尋找關(guān)系，列等式求解。3、差量法：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的理論差量，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量之差、氣體體積之差等。該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。例題由Zn+H2SO4