3.1.1 鐵單質(zhì) 課件 高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第一節(jié)鐵及其化合物3.1.1鐵第三章鐵金屬材料學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解鐵在自然界中的存在形態(tài)及冶煉方法2、掌握鐵的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)1、人類歷史使用工具的順序是石器→??青銅器?→?鐵器(鐵單質(zhì))→鋁器等等，同學(xué)們?cè)诔踔芯鸵呀?jīng)知道，鐵的性質(zhì)比較活潑，在自然界以化合態(tài)的形式存在，那個(gè)時(shí)候的人類手中的鐵器最開始是從哪里來(lái)的了？思考一、鐵元素的存在及冶煉(1)鐵元素是地殼主要組成成分之一。鐵在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅、鋁、居第4位。主要以化合物的形式存在，在化合物中鐵元素的化合價(jià)主要有+2和

+3價(jià)。1、鐵元素在自然界的存在形態(tài)

(3)隕鐵是自然界中鐵元素的單質(zhì)形態(tài)。人類最早使用的鐵，是來(lái)自太空的隕鐵?！咀⒁狻砍Ｒ婅F礦石：磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)、菱鐵礦(FeCO3)、黃鐵礦(FeS2)赤鐵礦內(nèi)蒙古磁鐵礦隕鐵游離態(tài)和化合態(tài)(主)均有

一塊取自“漢伯頓隕石”的隕鐵，標(biāo)價(jià)90000英鎊新疆哈密花伊丁隕石隕鐵723.7克富康隕鐵：2000年在中國(guó)新疆省發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量1003公斤我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺(tái)出圖的春秋初年秦國(guó)的短柄鐵劍，這說(shuō)明春秋初年我國(guó)已掌握了冶鐵技術(shù)。戰(zhàn)國(guó)中期以后，鐵制工具在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用?，F(xiàn)代工業(yè)煉鐵的原理是用還原的方法把鐵從鐵礦中提煉出來(lái)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期最大的鐵器——長(zhǎng)方形鐵爐現(xiàn)代工業(yè)煉鐵：3CO＋Fe2O3=2Fe＋3CO2高溫戰(zhàn)國(guó)冶鐵遺址高爐煉鐵2、鐵的冶煉3CO＋Fe2O3=2Fe＋3CO2高溫工業(yè)煉鐵(以Fe2O3為例)反應(yīng)原理：二.鐵單質(zhì)的性質(zhì)1、鐵單質(zhì)的物理性質(zhì)鐵是一種有金屬光澤的銀白色金屬，有良好的導(dǎo)熱性和延展性。鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁。密度是7.68g·cm－3，熔點(diǎn)是1535℃，沸點(diǎn)是2750℃，粉末為黑色。鐵屬于重金屬、黑色金屬、常見金屬。鐵能被磁鐵吸引隕鐵2、為什么鐵片是銀白色，而鐵粉卻是黑色?思考金屬小顆粒能反射光線。而小顆粒的分布是非常混亂的，所以不能像鏡面一樣把入射光線定向地反射回去。入射光線進(jìn)到金屬小顆粒中，就像進(jìn)了“迷魂陣”，從一個(gè)小顆粒反射到另一個(gè)顆粒，這樣反射過(guò)來(lái)又反射回去，光線越來(lái)越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。2.鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)鐵原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

失去2e-失去3e-FeFe3+Fe2+鐵是較活潑的金屬，很容易失去電子，有比較強(qiáng)的還原性，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)可生成＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)的化合物，且Fe3+比Fe2+穩(wěn)定。在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)①鐵與氧化性較弱的氧化劑(如：鹽酸、硫酸銅溶液、S，I2，F(xiàn)e3+等)反應(yīng)，鐵原子失去2個(gè)電子生成＋2價(jià)鐵的化合物(Fe-2e-

=Fe2+)②鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑(如：氯氣、硝酸、Br2，濃硫酸等)反應(yīng)，鐵原子則失去3個(gè)電子生成＋3價(jià)鐵的化合物(Fe-3e-

=Fe3+)③鐵在純氧中燃燒得到產(chǎn)物為Fe3O4。④鐵與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物可能為Fe2+或Fe3+，還可能都有?！編c(diǎn)強(qiáng)調(diào)】(2)Fe與非金屬反應(yīng)①Fe與O2的反應(yīng)點(diǎn)燃3Fe+4O2=Fe3O4現(xiàn)象：劇烈燃燒、火星四射、放出大量的熱、生成黑色固體②Fe在氯氣中燃燒Fe+Cl2

=FeCl3

點(diǎn)燃現(xiàn)象：劇烈燃燒、產(chǎn)生棕褐色的煙③Fe與硫的反應(yīng)Fe＋S=FeSΔ(3)Fe與酸的反應(yīng)①與非氧化性酸(如：稀鹽酸、稀硫酸)的反應(yīng)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑

Fe＋2H+=Fe2+＋H2↑現(xiàn)象：產(chǎn)生氣泡，放出熱量，生成淺綠色的溶液②與氧化性酸(如：硝酸、濃硫酸)的反應(yīng)【注意】常溫下，鐵遇冷的濃硫酸、濃硝酸產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，即：濃硫、濃硝酸將鐵的表面氧化成一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)。但在加熱的條件下鐵可以和濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)a.少量的鐵與稀硝酸反應(yīng)：Fe(少量)＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O

生成的Fe(NO3)3可以和鐵繼續(xù)反應(yīng)：Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2

b.過(guò)量的鐵與稀硝酸反應(yīng)：3Fe(過(guò)量)＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2Oc.少量的鐵與濃硝酸共熱：Fe＋6HNO3(濃)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OFe(少量)＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe＋CuSO4=Cu＋FeSO4①與CuSO4溶液反應(yīng)(4)與鹽溶液反應(yīng)：現(xiàn)象：有紅色物質(zhì)生成，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色Fe＋Cu2+=Fe2+＋CuFe＋2FeCl3=3FeCl2

②與FeCl3溶液反應(yīng)現(xiàn)象：溶液逐漸由黃色變?yōu)闇\綠色Fe＋2Fe3+=3Fe2+化學(xué)性質(zhì)化學(xué)方程式舉例與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與(非)氧化性酸反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng)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＋21、下列敘述正確的是(

)A．純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2S3C．純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化D．足量的鐵在氯氣中燃燒生成FeCl2和FeCl32、下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中不正確的是()A．工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵B．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4C．工業(yè)上可用鐵制容器儲(chǔ)存、運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸D．氯化鐵溶液有較強(qiáng)氧化性，故可用作凈水劑C【練一練】D3、在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前，模具必須進(jìn)行充分的干燥處理。這是為什么呢？思考【思考與討論】有人設(shè)計(jì)了如圖3-5所示的裝置，進(jìn)行還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)討論該裝置的實(shí)驗(yàn)原理，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析可能的生成物。(5)與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:肥皂液產(chǎn)生肥皂泡,把燃著的火柴靠近,有爆鳴聲,稍后有肥皂泡飄到空中,證明生成了H2。3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2點(diǎn)燃不打氣體符號(hào)③A處酒精燈處提供反應(yīng)需要的水蒸氣;B處酒精燈提供反應(yīng)需要的“高溫”條件;4、下圖裝置用來(lái)探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)，請(qǐng)回答下列問題：①上述實(shí)驗(yàn)裝置中，濕棉花的作用是什么?②還原鐵粉處酒精燈為什么配用金屬套筒?③A，B兩處酒精燈的作用思考①受熱時(shí)提供反應(yīng)所需的水蒸氣②聚集火焰，提高溫度水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置產(chǎn)物收集裝置水蒸氣的發(fā)生裝置5、裝置可以有哪些改進(jìn)點(diǎn)？思考①改變水蒸氣的生成方式②氫氣的收集方式。如下圖：6、下圖的酒精燈放在濕棉花下面加熱，效果會(huì)不會(huì)更好？思考【幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)】①鐵與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，濕棉花的作用是加熱時(shí)可產(chǎn)生水蒸氣，與鐵粉反應(yīng)生成氫氣②鐵與水蒸氣反應(yīng)，日常生活中能用鐵壺?zé)且驗(yàn)殍F只能在高溫下與水蒸氣反應(yīng)，與冷水、熱水都不能反應(yīng)③常溫下，鐵與水不起反應(yīng)，但在水和空氣里的O2等共同作用下，鐵易被腐蝕④驗(yàn)證固體是否是四氧化三鐵方法：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(如果鐵有剩，則此法不成立)。⑤酒精燈上加防風(fēng)罩可以保證集中加熱，以達(dá)到較高的反應(yīng)溫度；肥皂液在該實(shí)驗(yàn)中可以起到“收集”氫氣的作用。K、Ca、Na、Mg、Al，Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au冷H2O

熱H2O

水蒸氣3、金屬與水的反應(yīng)規(guī)律(1)K、Ca、Na等可以和冷水作用，生成可溶性堿和氫氣。(2)Mg、Al很難與冷水反應(yīng)，但是可與沸水迅速反應(yīng)，生成難溶性堿和氫氣。(3)Zn、Fe、Sn、Pb要和高溫水蒸氣反應(yīng)，生成不溶性氧化物和氫氣。(4)Cu、Hg、Ag、Pt、Au則不與水作用。3、金屬與水的反應(yīng)規(guī)律K、Ca、Na、Mg、Al，Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au冷H2O

熱H2O

水蒸氣與水不反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序表中,金屬越活潑，越容易與水反應(yīng),反應(yīng)越劇烈。資料卡片人體中的鐵元素鐵在人體中的含量為4~5g，是人體必需微量元素中含量最多的一種。人體內(nèi)的含鐵化合物功能性鐵儲(chǔ)存鐵參與氧的運(yùn)輸與一些酶結(jié)合缺鐵會(huì)造成記憶力、免疫力、對(duì)溫度適應(yīng)力下降、貧血(1)由于鐵性質(zhì)比較活潑，所以自然界中沒有游離態(tài)的鐵單質(zhì)(

)(2)氯化亞鐵既可由鐵與鹽酸反應(yīng)制取也可由鐵與氯氣化合制取(

)(3)由于鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2，所以鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe(OH)3和H2(

)××3、判斷正誤×【練一練】4、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)回答下列問題:(1)A裝置的作用是,燒瓶底部放碎瓷片的作用是。

(2)寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:,該反應(yīng)中氧化劑是,氧化產(chǎn)物是。

(3)D的作用是