31鐵及其化合物課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版2

課時(shí)1鐵單質(zhì)、氧化物、氫氧化物第一節(jié)鐵及其化合物人教版必修一第三章鐵金屬材料鐵單質(zhì)01鐵的氧化物02鐵的氫氧化物02PART01單質(zhì)鐵(1)存在鐵在自然界中可以以________形態(tài)(隕鐵)存在，但主要是以________價(jià)和________價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中。鐵元素在地殼中的含量居第四位，僅次于________、________和________。一、鐵的存在和冶煉單質(zhì)+2+3氧硅鋁工業(yè)煉鐵的原理是用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。你還記得煉鐵高爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)嗎?3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2yCO＋FexOy

xFe＋yCO2鐵具有哪些性質(zhì)呢?一、鐵的存在和冶煉二、鐵的物理性質(zhì)鐵有_____性、_____性、_____性，但其導(dǎo)電性不如________，鐵還能被______吸引。其熔、沸點(diǎn)較____，熔點(diǎn)：1535℃、沸點(diǎn)：2750℃，密度：7.86g·cm－3。延展導(dǎo)熱導(dǎo)電銅和鋁磁體高金屬鐵具有：銀白色的金屬光澤鐵粉：黑色Fe→Fe2+→Fe3+具有還原性三、鐵的化學(xué)性質(zhì)1.與非金屬單質(zhì)Fe＋CuSO4

FeSO4＋Cu

Fe＋2HClFeCl2＋H2↑3Fe＋2O2

Fe3O4點(diǎn)燃2Fe＋3Cl2

2FeCl3Δ2.置換反應(yīng)2Fe＋O2

2FeO常溫置換出金屬活動(dòng)性順序表中H+之后的金屬KCaNaMgAlFeSnPb(H)

Cu

……Fe在反應(yīng)中作_____劑，遇到較強(qiáng)的_____劑(如Cl2等)生成____價(jià)鐵的化合物，遇到較弱的_____劑(如稀硫酸等)生成____價(jià)鐵的化合物。還原氧化＋3氧化＋2【思考】在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水注入模具之前，模具為什么必須進(jìn)行充分的干燥處理？三、鐵的化學(xué)性質(zhì)現(xiàn)象:加熱時(shí)試管內(nèi)鐵粉紅熱，生成黑色固體，點(diǎn)燃肥皂泡可聽到爆鳴聲,生成的產(chǎn)物不是氧化鐵。①用燃著的火柴去點(diǎn)肥皂泡，觀察到的現(xiàn)象是

，證明生成了

。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。上述實(shí)驗(yàn)裝置中，濕棉花的作用是

。

肥皂泡燃燒，聽到爆鳴聲H23Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2受熱時(shí)提供反應(yīng)所需的水蒸氣實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：①試管口略向下傾斜；②酒精燈先加熱濕棉花，有水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精燈加熱還原鐵粉；③加熱一會(huì)后再將導(dǎo)管插入到肥皂水中；④結(jié)束時(shí)，先撤導(dǎo)管，再移酒精燈。三、鐵的化學(xué)性質(zhì)3.與水發(fā)生反應(yīng)

×××√2．下列有關(guān)鐵的說法不正確的是(

)A．鐵與水蒸氣的反應(yīng)中鐵為還原劑B．鐵和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑C．鐵在純氧中燃燒生成Fe3O4D．工業(yè)上用CO在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3的礦石煉鐵BPART02鐵的氧化物【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材71頁(yè)，完成下列表格。

氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗稱—顏色、狀態(tài)溶解性類別鐵的價(jià)態(tài)與H＋反應(yīng)的產(chǎn)物穩(wěn)定性

用途鐵紅磁性氧化鐵黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)不溶于水堿性氧化物不是堿性氧化物堿性氧化物＋2＋3＋2、＋3Fe2＋Fe3＋Fe2＋、Fe3＋穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O氧化亞鐵與鹽酸氧化鐵與鹽酸四氧化三鐵與鹽酸【學(xué)生活動(dòng)】寫出鐵的三種氧化物分別與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。6FeO＋O2====2Fe3O4△

氧化鐵、四氧化三鐵比較穩(wěn)定，氧化亞鐵不穩(wěn)定在空氣中容易被氧化，被氧化為四氧化三鐵除了CO，還有其他還原劑可以還原鐵的氧化物？常見還原劑：C、Al、CO、H2FexOy+C/COH2Fe+CO2Fe+H2O鋁熱反應(yīng)Fe2O3+2Al===Al2O3+2Fe高溫PART03鐵的氫氧化物方案的設(shè)計(jì)：金屬的氫氧化物通常有以下幾種方案(1)單質(zhì)和水反應(yīng)(2)氧化物和水反應(yīng)(3)可溶性鹽和堿溶液反應(yīng)(4)電解法(如電解飽和食鹽水制氫氧化鈉)暫不研究

鐵元素在化合物中的化合價(jià)主要表現(xiàn)為+2、+3，鐵有兩種氫氧化合物，他們可以分別由相對(duì)應(yīng)的鹽與堿溶液反應(yīng)制得。亞鐵鹽鐵

鹽FeSO4FeCl3

堿Fe(OH)2堿Fe(OH)3在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)3-1】

Fe(OH)2Fe(OH)3操作

現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe(OH)2很不穩(wěn)定，極易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀生成紅褐色沉淀Fe3＋＋3OH－

=Fe(OH)3↓Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋H2O=4Fe(OH)3鐵的兩種氫氧化物氫氧化亞鐵氫氧化鐵顏色狀態(tài)溶解性化學(xué)式鐵元素的化合價(jià)物質(zhì)類別Fe(OH)3和Fe(OH)2的物理性質(zhì)白色固體紅褐色固體都不溶于水Fe(OH)2Fe(OH)3+3+2二元弱堿三元弱堿【思考】如何防止制備時(shí)Fe(OH)2不被氧化。Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)改進(jìn)溶液中不含O2等氧化性物質(zhì)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓

2.成功關(guān)鍵制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的、隔絕空氣的體系中1.制備原理①使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量鐵屑）②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸餾水加熱煮沸除去溶解氧③滴入溶液時(shí)將膠頭滴管伸入液面以下3.具體措施如圖是制備氫氧化亞鐵的改進(jìn)裝置，思考并回答下列問題：(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)過__________，目的是________________。(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯(一種有機(jī)溶劑，難溶于水，密度比水小)的作用是________________________________________。(3)將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是________________________________。加熱煮沸趕走溶解的氧氣隔絕空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被氧化防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣改進(jìn)裝置改進(jìn)實(shí)驗(yàn)1:有機(jī)層隔絕氧氣。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)2：還原性氣體保護(hù)法

該方法是先在裝置Ⅰ中產(chǎn)生FeSO4溶液，產(chǎn)生的H2排盡整個(gè)裝置中的空氣，待檢驗(yàn)H2的純度后，再關(guān)閉止水夾K，利用產(chǎn)生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)。(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是___________。(3)為制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是__________________________________________________________________________________________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是____________________________________________________________________________。

打開止水夾a，待Ⅰ中反應(yīng)生成的

氫氣排凈裝置中的空氣后，再關(guān)閉止水夾a2.在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。回答下列問題：(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是_______________。稀H2SO4、鐵屑NaOH溶液

試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入改進(jìn)實(shí)驗(yàn)2：還原性氣體保護(hù)法Fe(OH)3與Fe(OH)2的化學(xué)性質(zhì)：（1）穩(wěn)定性Fe(OH)3>Fe(OH)22Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O△4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【思考】加熱Fe(OH)2至恒重，產(chǎn)物是什么？Fe(OH)2O2Fe(OH)3△Fe2O3空氣中加熱Fe(OH)2==FeO＋H2O(隔絕空氣)△隔絕空氣加熱Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O（2）堿性與酸發(fā)生反應(yīng)1．判斷正誤(1)磁鐵礦的主要成分是Fe3O4(

)(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3(

)(3)Fe3O4中鐵的化合價(jià)有＋2和＋3價(jià)，是一種混合物(

)