应用广泛的金属材料——钢铁讲课稿.ppt
应用广泛的金属材料钢铁出土的铁制品出土的铁制品:人类使用铁的历史人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多可以追溯到四千五百多年以前，不过那时的铁年以前，不过那时的铁是从太空掉下的陨铁是从太空掉下的陨铁（其中含铁（其中含铁9090以上）。以上）。古古代代铁铁工工具具 我国在商代就开始用我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土春秋初年秦国的灵台出土春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。年我国已掌握了冶铁技术。1957年甘肃省灵台县景家庄出土年甘肃省灵台县景家庄出土此剑柄镡相连此剑柄镡相连,皆用青铜铸成皆用青铜铸成,两面两面有对称纹饰有对称纹饰,柄中部有长形镂孔柄中部有长形镂孔4个个,柄长柄长85厘米厘米,镡长镡长4厘米厘米,厚厚0.4厘米。厘米。剑叶铁质剑叶铁质,残长残长9厘米厘米,宽宽3厘米厘米,厚厚0.3厘米厘米,焊接于铜镡上。铁剑叶全焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。这是中国迄丝织物包裹的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一品之一,证明至迟在春秋早期证明至迟在春秋早期,中国中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术。已经掌握了冶炼生铁的先进技术。古代炼铁古代炼铁（春秋战国时期）（春秋战国时期）新疆陨铁新疆陨铁 据记载，这据记载，这据记载，这据记载，这枚大陨铁陨落时枚大陨铁陨落时枚大陨铁陨落时枚大陨铁陨落时间为间为间为间为18801880年。年。年。年。重重重重3030吨、最大直吨、最大直吨、最大直吨、最大直径径径径2 2米多。米多。米多。米多。我国铁矿石的储量居世界第一我国铁矿石的储量居世界第一少量游离态：少量游离态：大量化合态：大量化合态：铁在自然界中的存在铁在自然界中的存在存在于陨铁中存在于陨铁中赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等铁在地壳中的含量约为铁在地壳中的含量约为5%5%，占第四位，占第四位，在金属中仅次于铝（在金属中仅次于铝（O O、SiSi、AlAl、FeFe）。）。铁铁 矿矿 石石 样样 本本黄铁矿黄铁矿FeSFeS2 2磁铁矿磁铁矿FeFe3 3O O4 4褐铁矿褐铁矿2Fe2Fe2 2O O3 33H3H2 2O O菱铁矿菱铁矿FeCO3赤铁矿赤铁矿-Fe-Fe2 2O O3 3铁矿石晶体铁矿石晶体暗红色铁铝榴石晶暗红色铁铝榴石晶体，产地奥地利体，产地奥地利立方体黄铁矿晶立方体黄铁矿晶体，产地西班牙体，产地西班牙祖母绿、黄铁矿、方解祖母绿、黄铁矿、方解石共生，产地哥伦比亚石共生，产地哥伦比亚银白色金属（粉末时为黑色）银白色金属（粉末时为黑色）延展性、导电性、导热性（金属通性）延展性、导电性、导热性（金属通性）=7.86g/cm3（重金属）（重金属）熔点熔点1535，沸点，沸点2750能被磁体所吸引，易磁化能被磁体所吸引，易磁化铁物理性质铁物理性质特性:能被磁体吸引铁铁原子结构原子结构铁的常见化合价铁的常见化合价 2 8 14 2+26Fe失去失去2eFe2+失去失去3eFe3+铁原子失电子铁化学性质铁化学性质1.非金属反应非金属反应2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃点燃(褐色的烟褐色的烟)Fe+S FeS 点燃点燃3Fe+2O2 Fe3O4(火星四射，放出大量热火星四射，放出大量热)（生成黑褐色固体）（生成黑褐色固体）思考：思考：下列各物质中，不能由组成它的两种元素单质直接化合得到下列各物质中，不能由组成它的两种元素单质直接化合得到 的（的（）A A、FeS BFeS B、FeFe3 3O O4 4 C C、CuCu2 2S DS D、FeClFeCl2 2 D氧化性：氧化性：ClCl2 2、O O2 2 S S2.与水反应与水反应3 4 Fe3O4+4H2高温高温Fe+H2O(g)在高温下反应。常温和一般加热都不反应。在高温下反应。常温和一般加热都不反应。金属与水反应的难易程度与金属活泼性有关金属与水反应的难易程度与金属活泼性有关Fe+2HCl FeCl2+H2Fe+H2SO4（稀稀）FeSO4+H23.和酸反应和酸反应和非氧化性酸反应和非氧化性酸反应和氧化性强酸反应和氧化性强酸反应Fe在冷浓硫酸和浓硝酸中会钝化，在冷浓硫酸和浓硝酸中会钝化，但加热时仍反应但加热时仍反应2Fe+6H2SO4（浓浓）Fe2(SO4)3+3SO2 +6H2OFe+CuSO4 Cu+FeSO4 4.和盐反应和盐反应思考：思考：上述反应中铁的化合价变化有规律吗？上述反应中铁的化合价变化有规律吗？AFe Fe2+Fe +S FeS Fe +I2 FeI2 Fe +2H+Fe2+H2 Fe +Cu2+Fe2+Cu 水水弱氧化剂弱氧化剂BFe Fe3+2Fe +3Cl2 2FeCl3 2Fe +3Br2 2FeBr3 2Fe +6 H2SO4(浓浓)Fe2(SO4)3+3 SO2+6 H2O 点燃点燃CFe Fe2+、Fe3+点燃点燃3Fe+2O2 Fe3O43Fe+4H2O Fe3O4+4H2高温高温注：注：Fe3O4可写成可写成:FeOFe2O3强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂强氧化剂强氧化剂 Fe3O4铁具有较强还原性，较活泼。铁具有较强还原性，较活泼。小结小结（S、I2、H+、Cu2+、Fe3+）（Cl2、Br2、HNO3、浓浓H2SO4）O2、水蒸气水蒸气Fe+3 Fe+2Fe0 钢钢铁铁是是“工工业业的的血血液液”中国钢铁产量的增长（单位：万吨）中国钢铁产量的增长（单位：万吨）年份年份钢钢生铁生铁钢产居世界的位次钢产居世界的位次194915.825.2 2620011570012700 1合金合金成份成份性能性能生生铁铁含含C、S、P等等(2.14.3%)硬、脆硬、脆普通普通钢钢含含C(0.032.11%)硬而硬而韧韧，有，有弹弹性性特特种种钢钢锰钢锰钢含含C、Mn(13%)坚坚硬，有硬，有韧韧性，性，顺顺磁性磁性钨钢钨钢含含C、W耐耐热热，溶点高，溶点高，坚坚硬硬不不锈钢锈钢含含Cr、Ni抗腐抗腐蚀蚀性性强强生铁和钢的成分、性能比较生铁和钢的成分、性能比较铁的重要化合物铁的重要化合物铁的化合物铁的化合物1 1铁的氧化物铁的氧化物2 2铁的氢氧化物铁的氢氧化物铁的氧化物铁的氧化物化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4名称名称俗名俗名颜色、状态颜色、状态铁的价态铁的价态稳定性稳定性溶解性溶解性用途用途氧化亚铁氧化亚铁三氧化二铁三氧化二铁四氧化三铁四氧化三铁 2价价 3价价2、3黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体不溶于水不溶于水不溶于水不溶于水不溶于水不溶于水铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁红色颜料红色颜料磁性材料磁性材料不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定四氧化三铁四氧化三铁氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁铁的氧化物的化学性质铁的氧化物的化学性质铁的氧化铁的氧化物物氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁FeOFe2O3Fe3O4与与HCl反应反应与与CO反应反应相互转化相互转化FeO+2HCl FeCl2+H2OFe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl 2FeCl3+FeCl2+4H2OFexOy+YCO XFe+YCO2 加热加热 6FeO+O2 2Fe3O4加热加热 氢 氧 化 铁NaOH溶液溶液FeCl3溶液溶液红褐色红褐色沉淀沉淀（红红褐色褐色）Fe3+3OH Fe(OH)3氢氢 氧氧 化化 亚亚 铁铁 NaOH 溶液溶液 FeSO4 溶液溶液白白色色沉沉淀淀，迅迅速速变变成成灰灰绿绿色色，最最后后变成红褐色变成红褐色4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 Fe2+2OH Fe(OH)2 (白色白色)小结：铁的氢氧化物小结：铁的氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铁化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色颜色水溶性水溶性制法制法化学性化学性质质转化转化转化转化4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3白白灰绿灰绿红褐红褐白色白色红褐色红褐色不溶不溶不溶不溶Fe2+2OH-Fe(OH)2Fe 3+3OH-Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe(OH)2+2H+Fe2+2H2O2Fe(OH)2FeO+H2OFeFe2+2+（浅绿色）（浅绿色）2、还原性：与、还原性：与Cl2、Br2、O2、H2O2、HNO3、酸性酸性KMnO4等反应等反应 4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 1、与碱反应：、与碱反应：Fe2+2OH Fe(OH)2 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl 2Fe2+Br2 2Fe3+2Br 3、氧化性：与、氧化性：与活泼金属反应活泼金属反应 Fe2+Zn Fe+Zn 2+常见亚铁盐：常见亚铁盐：FeSO47H2O（绿矾）（绿矾）FeFe3+3+（黄色）（黄色）2、氧化性：与、氧化性：与Fe、Cu、H2S、SO2、I-等反应等反应 1、与碱反应：、与碱反应：Fe3+3OH Fe(OH)3 2Fe3+Fe 3Fe2+2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+2Fe3+2I 2Fe2+I23、遇、遇硫氰化钾（硫氰化钾（KSCN）显血红色）显血红色思考思考1:如何配制如何配制FeSO4溶液溶液?如何保存如何保存FeSO4溶液溶液?思考思考2:如何鉴别溶液中存在的如何鉴别溶液中存在的FeFe3+3+?如何鉴如何鉴别溶液中存在的别溶液中存在的FeFe2+2+?思考思考3:如何除去如何除去FeClFeCl3 3溶液中存在的溶液中存在的FeClFeCl2 2?如何除去如何除去FeSOFeSO4 4溶液中存在的溶液中存在的FeFe2 2(SO(SO4 4)3 3?铁钉铁钉（防止被氧化）硫酸（防止水解）（防止被氧化）硫酸（防止水解）KSCNCl2FeFeFeFeFe3+3+FeFe2+2+思考题：用已学习的知识，再次考虑如何实现图中系列思考题：用已学习的知识，再次考虑如何实现图中系列变化？选择具体的物质，填入下图。变化？选择具体的物质，填入下图。（ClCl2 2、BrBr2 2、稀、稀HNOHNO3 3 热浓热浓H H2 2SOSO4 4、KMnOKMnO4 4）强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂（I I2 2、S S、H H+、CuCu2+2+）强氧化剂强氧化剂（O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3）还原剂还原剂(Fe、Cu、SO2、H2S、I-)还原剂还原剂还原剂还原剂铁铁三三角角+3+3价价FeFe+2+2价价FeFeFeO Fe2O3 Fe3O41 1、氧化物、氧化物H H+H H+FeFe2+2+FeFe3+3+2 2、可溶性盐、可溶性盐（浅绿色）（浅绿色）（黄色）（黄色）氧化剂氧化剂还原剂还原剂3 3、氢氧化物、氢氧化物Fe(OH)2 Fe(OH)3（白色沉淀）（白色沉淀）（红褐色沉淀）（红褐色沉淀）联系OHOH-OHOH-此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
