3.1.1 鐵和鐵的氧化物 課件 高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第三章

鐵

金屬材料第一節(jié)

鐵及其化合物第一課時(shí)

鐵和鐵的氧化物1、了解鐵元素在自然界中的存在形態(tài)。2、了解鐵及其氧化物的相關(guān)性質(zhì)。3、認(rèn)識(shí)鐵及其氧化物的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)課前導(dǎo)入金屬單質(zhì)金屬氧化物堿鹽一、鐵的存在1、鐵元素在自然界的存在形式黃鐵礦(主要成分為FeS2)赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)鐵銹的成分為

Fe2O3·xH2O，

鐵銹是混合物。一、鐵的存在1、鐵元素在自然界的存在形式

地殼中元素含量排列：

氧、硅、鋁、鐵一、鐵的存在2、生命體中的鐵鐵元素是構(gòu)成人體的必不可少的元素之一，成人體內(nèi)約有4~5g鐵，其中72%以血紅蛋白、3%以肌紅蛋白形式存在。缺乏：貧血、損害兒童認(rèn)知能力、免疫力降低。成人日攝取量：15~20mg過(guò)量：鐵中毒(腹痛惡心等、肝硬化)一、鐵的存在3、鐵文化目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是1957年甘肅靈臺(tái)出土的春秋初年秦國(guó)的青銅柄鐵劍。但是，1990年河南省三門峽市玉柄鐵劍被發(fā)現(xiàn)，將中國(guó)最古老冶煉鐵器記錄的時(shí)間又往前推了兩百年，年代距今2800年。中華第一劍一、鐵的存在4、鐵的冶煉Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫

以赤鐵礦為例，分析古法煉鐵原理，寫出煉鐵爐內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式。鋁粉和Fe2O3粉末混合，高溫下可以置換出鐵單質(zhì)，寫出化學(xué)方程式。Fe2O3+2Al====2Fe+Al2O3高溫

二、鐵的物理性質(zhì)銀白色，有金屬光澤，硬度大

(鐵粉為黑色)具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性(其導(dǎo)電性不如銅和鋁)具有良好的延展性熔沸點(diǎn)較高，熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)為2750℃密度是7.86g/cm3能被磁鐵吸引，被磁化

純鐵有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，有雜質(zhì)的鐵在潮濕空氣中易生銹。

特性:能被磁體吸引，也可以被磁化。我們學(xué)習(xí)過(guò)鐵與一些物質(zhì)的反應(yīng)，例如，鐵與氯氣的反應(yīng)，鐵與鹽酸的反應(yīng)，鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)等。①請(qǐng)寫出這三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式。②在上述反應(yīng)中，鐵的化合價(jià)的變化有何異同？③在生成物中，鐵的價(jià)態(tài)與其反應(yīng)物的什么性質(zhì)有關(guān)？三、鐵的化學(xué)性質(zhì)思考與討論三、鐵的化學(xué)性質(zhì)1.鐵與非金屬反應(yīng)現(xiàn)象：劇烈燃燒，產(chǎn)生棕紅色的煙，加水形成棕黃色的溶液。三、鐵的化學(xué)性質(zhì)1.鐵與非金屬反應(yīng)

現(xiàn)象：劇烈燃燒、火星四射、放出大量的熱、生成黑色固體。

鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕，生成鐵銹

Fe2O3·xH2O。三、鐵的化學(xué)性質(zhì)1.鐵與非金屬反應(yīng)Fe做還原劑，化合價(jià)上升；遇弱氧化劑→+2，遇強(qiáng)氧化劑→+3。+2、+3+3+2三、鐵的化學(xué)性質(zhì)2.鐵與非氧化性酸反應(yīng)Fe＋2HCl

==FeCl2＋H2↑遇到鹽酸、稀硫酸等非氧化性酸，生成+2價(jià)鐵鹽。若遇到HNO3、濃硫酸等強(qiáng)氧化性酸，則生成+3價(jià)鐵鹽。3.鐵與鹽溶液反應(yīng)Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu濕法煉銅：曾青得鐵則化為銅+2+2新聞鏈接：2011年5月10日清晨6：40左右，某鋼鐵廠公司由于鐵水翻倒引發(fā)爆炸事故，鋼鐵廠的廠房基本被炸毀。事故已造成2人死亡，4人受傷。事故起因：據(jù)陳先生回憶，當(dāng)時(shí)“一爐鐵水翻倒，鐵水流到了旁邊的冷卻池里”，才引起了爆炸。三、鐵的化學(xué)性質(zhì)三、鐵的化學(xué)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)：鐵與水蒸氣反應(yīng)現(xiàn)象：鐵粉逐漸紅熱，反應(yīng)后試管內(nèi)固體為黑色。蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量的肥皂泡，點(diǎn)燃?xì)馀輹?huì)發(fā)出爆鳴聲。三、鐵的化學(xué)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)：鐵與水蒸氣反應(yīng)[分析]根據(jù)氣體檢測(cè)結(jié)果，證明氣體為氫氣，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色，說(shuō)明不是氧化鐵或氫氧化鐵，因此可能是四氧化三鐵。[實(shí)驗(yàn)步驟]試管冷卻后，利用磁鐵在試管外側(cè)吸一吸。若固體被吸引，證明固體是四氧化三鐵。[思考]如何驗(yàn)證固體是否是四氧化三鐵？

3Fe＋4H2O(g)

Fe3O4＋4H2高溫Fe3O4的組成可用

Fe2O3·FeO表示，但是

Fe3O4是純凈物。三、鐵的化學(xué)性質(zhì)①濕棉花的作用：

。②酒精燈的火焰可用防風(fēng)罩套住，_______________________。③肥皂液的作用：

。④結(jié)束時(shí)，先_________，再___________。提供水蒸氣儲(chǔ)存并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物思考交流提高溫度，加熱效果更好撤導(dǎo)管移酒精燈三、鐵的化學(xué)性質(zhì)④③②①①產(chǎn)生水蒸氣②水蒸氣與鐵粉反應(yīng)④檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)拓展提升——金屬與水反應(yīng)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑KCaNaMgAl

ZnFeSnPb

CuHgAgPtAu與冷水反應(yīng)生成堿和H2與熱水反應(yīng)，生成堿和H2與水蒸氣反應(yīng)，生成氧化物和H2不與水反應(yīng)Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑△3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2高溫對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例1]某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置(鐵架臺(tái)及夾持裝置已省略)進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題:對(duì)應(yīng)訓(xùn)練(1)A裝置的作用是

,(2)寫出裝置B中的化學(xué)方程式:

,該反應(yīng)中氧化劑是

,氧化產(chǎn)物是

。

產(chǎn)生水蒸氣H2OFe3O4對(duì)應(yīng)訓(xùn)練(3)D的作用是

。

(4)E中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

。

(5)A、B兩個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃

處的酒精燈(或酒精噴燈),點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是

。吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2黑色固體變成紅色，玻璃管內(nèi)壁上有水珠生成A收集H2并檢驗(yàn)其純度小結(jié)：鐵的化學(xué)性質(zhì)四、鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4物理性質(zhì)Fe價(jià)態(tài)實(shí)物圖片顏色、狀態(tài)俗名/存在礦物/用途水溶性+2+3+2、+3黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵紅磁性氧化鐵均不溶于水赤鐵礦磁鐵礦瓷器顯色、刺青墨水紅油漆、主要的煉鐵原料磁鐵、磁帶、顏料四、鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)類別與酸反應(yīng)與CO、C、H2反應(yīng)FeO＋2H＋==Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋==2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋==2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O堿性氧化物特殊氧化物堿性氧化物生成單質(zhì)鐵及CO2或H2O6FeO+O2====2Fe3O4

紅磚的成分是粘土(主要是硅酸鹽)，紅色來(lái)自于Fe2O3。

焦炭和水在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(又叫水煤氣)，兩種氣體都有還原性，在高溫下三價(jià)鐵被還原成二價(jià)鐵，得到FeO，是黑色的——青磚。出窯前不加水則得到三價(jià)鐵的氧化物是紅棕色的——是紅磚。知識(shí)拓展活動(dòng)——書寫鐵的價(jià)類二維圖0價(jià)+2價(jià)+3價(jià)Fe2O3單質(zhì)氧化物Fe3O4O2和H2O純氧中燃燒水蒸氣高溫O2不足FeO物質(zhì)的類別元素化合價(jià)Fe鹽Fe2+Fe3+H+H+H+H+對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例2]判斷下列說(shuō)法的正誤。1、Fe3O4可以寫作FeO·Fe2O3，因此Fe3O4是混合物

(

)2、FeO在空氣中不穩(wěn)定，加熱條件下易被氧氣氧化生成Fe2O3

(

)3、FeO常用于瓷器制作，使釉面呈現(xiàn)淺綠色(

)4、FeO不溶于水，但Fe2O3可以溶于水(

)5、Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2

(

)6、Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物

(

)對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例3]關(guān)于FeO、Fe2O3、Fe3O4下列說(shuō)法不正確的是(

)A、氧元素的化合價(jià)完全相同B、鐵元素的化合價(jià)不完全相同C、氧化亞鐵俗稱鐵紅，為紅棕色固體D、鐵與水蒸汽反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物是黑色的C對(duì)應(yīng)訓(xùn)練[典例4]鐵的常見化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià)。據(jù)研究,鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化時(shí),可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為(

)A.FeO·3Fe2O3

B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·