【课件】铁及其化合物(第一课时) 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、铁及其化合物铁及其化合物铁的单质；铁的氧化物铁的单质；铁的氧化物联系实际贴近日常联系实际贴近日常生活中富含铁元素的物质生活中富含铁元素的物质化化 學學 ChemistrChemistr磁铁矿磁铁矿四 氧 化三铁化三铁F铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。素材引入性质介绍素材引入性质介绍铁的存在铁的存在际铁矿际铁矿 铁铁FeFe,O,O氧，48.60%铝，7.73%陨铁陨铁 游游其 它.12.62%硅，2 6.3 0%素材引入性质介绍1.1.铁元素的存在及使用铁元素的存在及使用(1)存在：铁在自然界中既可以以 单质的形态存在，也可以以 化合物的 形态存在，其主要化合价有 +2 价 和

2、 +3 价，地壳中铁元素的含量仅次 于 氧、硅 和 铝，居第四位。(2)使用历史：人类最早使用的铁是 陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用。(3)工业炼铁的原理是用还 原 剂把铁矿石中的铁提炼出来，如用CO 还原 FeO。2.2.铁的物理性质铁的物理性质纯净的铁是光亮的 银白色金属，铁有 延展性、导热性、导电性，但其导电性不如 铜 和 铝，铁还能被 磁 体吸引。其熔、沸点较 高，熔 点：1535、沸点：2750,密度：7.86gcm-3。性质学习物质通性性质学习物质通性化学性质化学方程式举例化学方程式举例Fe与非金属单质反应Fe与非氧化性酸反应(HSO)Fe+H

3、 SO,=F e SO+HFe与盐溶液反应(CuSO)Fe+C uSOC u+Fe SOFe+2F e+=3F e2+新旧知识建立联系新旧知识建立联系3.3.铁的化学性质铁的化学性质(1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应2Fe+3C l 2FeC l点燃3Fe+2O FeOFe+S FeSClFeOS结论：Fe 在反应中作还 原剂，遇到较强的氧 化剂(如Cl 等)生成+3 价铁的化合物，遇到较弱的氧 化剂(如稀硫酸等)生成+2 价铁 的化合物。【注意】1、与氧化性较弱(如盐酸、硫酸铜等)的反应，铁失去两个电子，生成Fe+2、与氧化性较强(氯气、硝酸等)的反应，铁失去三个电子，生成Fe+新旧知识

4、建立联系新旧知识建立联系【真实情景【真实情景1 1】在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。为什么呢?钢水注入干燥的模具钢水注入干燥的模具真实情景深入思考真实情景深入思考【真实情景【真实情景2 2】打铁的工艺之一：淬火为了增强铁器的韧性、强度以及铁磁性。化化 学学 ChemistChemist实验装置湿棉花还原铁粉5肥皂液燃着的火柴操作现象生成黑色粉末状物质；同时生成了气体实验结论在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe+4HO(g)高温 FeO+4H(2)(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应实验探究铁粉与水蒸气的反应实验探究探索新知实验探究探索新知燃着的

5、火柴试管中湿棉花的作用是 加热时产生水蒸气与铁粉反应若用火柴点燃肥皂泡，可能发生的现象是 听到爆鸣声该反应体现铁单质具有还 原性。铁与水蒸气反应铁与水蒸气反应湿棉花实验探究探索新知实验探究探索新知【思考【思考1 1】气密性如何】气密性如何检查检查?【思考【思考2 2】石棉绒的作用】石棉绒的作用?【思考【思考3 3】无水氯化钙的作用】无水氯化钙的作用?【思考【思考4 4】加热的顺序】加热的顺序?实验探究探索新知实验探究探索新知铁与水蒸气反应铁与水蒸气反应化化 学学 C C利用如图制备无水氯化铁。不正确的是利用如图制备无水氯化铁。不正确的是A.烧瓶B 中制备氯气的反应物为二氧化锰和浓盐酸B.装置C

6、、D 中分别盛有饱和食盐水和浓硫酸C.装置F 的作用是吸收尾气D.应该先点燃E处酒精灯，再点燃B处酒精灯习题演练练习巩固习题演练练习巩固习题演练习题演练(1)有下列物质：S CuCl 溶液 稀HSO AgNO 溶液 Cl,与Fe反应时生成+2价铁的化合物的是(填序号，下同),生成+3价铁的化合物的是 。(2)铁与水蒸气能发生反应，日常生活中为什么可用铁壶烧水?提示提示 铁只能与水蒸气在高温下反应，而与冷水或热水不反应。习题演练练习巩固习题演练练习巩固名名 称称氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁化学式化学式FeOFeO3FeO4(FeO FeO)色态色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体黑

7、色晶体俗名俗名铁红磁性氧化铁化合价化合价+2+3+2、+3溶解性溶解性均不溶于水类别类别碱性氧化物碱性氧化物非碱性氧化物比较分析理解应用比较分析理解应用二、二、铁的氧化物铁的氧化物物质物质FeOFeOFeFeO OFeFeO O化 学 性 质稳定性稳定性空气里受热氧化成FeO6FeO+O=2FeO稳定水不反应不反应酸(如HCIHCI)F eO+2H+=Fe+H,OF eO+6H+=2 F e+3HOFe3O+8H+=2Fe+Fe+4HO与COCO等还原剂反应高温时，都能与C、CO、H反应，被还原生成Fe(炼铁原理铁原理)F F e e2O2O+3 3COCO 2 2F F e e+3 3COC

8、O 高 温FeFe O O +4+4COCO=3 3FeFe+4+4COCO 比较分析理解应用比较分析理解应用(1)FeO的组成可用FeO FeO,表示，但不代表FeO 是由FeO 和FeO,组成 的混合物，FeO 有固定的组成，是一种纯净物。(2)由于FeO 与非氧化性酸反应，生成铁盐和亚铁盐，故FeO 不属于碱性 氧化物，而FeO、FeO 属于碱性氧化物。比较分析理解应用比较分析理解应用实验探究探索新知实验探究探索新知三、三、铁的氢氧化物铁的氢氧化物【实验3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl,溶液和FeSQ 溶 液，然 后 各这是因为白色的氢氧化亚铁被溶解在溶液中的氧气氧化成了红褐色

9、的氢氧化铁，反应的化学式如下：FeSO+2NaOH=Fe(OH)J+NaSO4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH)FeCT 溶 液 FeSOFeSO 溶液溶液【思考】【思考】为什么FeSO溶液在加入NaOH溶液时，会有那些现象变 化呢?铁的氢氧化物(1)铁的氢氧化物的制备实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如图所示：图甲实验中观察到的现象是 有红褐色沉淀 生 成，反应的离子方程式是Fe3+3OH-=Fe(OH)。图乙实验中先观察到有白 色 沉 淀 生成，在空气中迅速变成 灰绿色 最后变成红 褐 色，有关反应的离子方程式是Fe+2OH-=Fe(OH),(白色);4 Fe(OH)+O+2HO =4F

10、e(OH)NaOH 溶液0FeSO 溶液图乙NaOH 溶液0FeCl 溶液图甲实验探究探索新知实验探究探索新知【思考】要想长时间观察到白色的Fe(OH),过程中可以采取哪些措施?氧气会氧化氧气会氧化FeFe(OHOH)除去试管和溶液中氧气；创造无氧环境除去试管和溶液中氧气；创造无氧环境 发现问题深度思考在配制溶液和操作实验实验 关键关键存在存在 问题问题改进改进 方案方案在在FeSO 溶液液面上加几滴溶液液面上加几滴植植物油物油(加保护层，隔绝空气加保护层，隔绝空气)胶头滴管的末端胶头滴管的末端伸入伸入FeSO 溶溶液液液面之下，不震荡。液面之下，不震荡。(避免接触避免接触O)改进实验装置，制

11、造非氧环境。改进实验装置，制造非氧环境。植物油植物油深入思考创新思维实验改进实验改进1 1除去试管和溶液中氧气；创造无氧环境除去试管和溶液中氧气；创造无氧环境用煮沸过的蒸馏水配制用煮沸过的蒸馏水配制溶液溶液(除除去去O O)。1234深入思考创新思维实验改进实验改进2 2【思考】要想长时间观察到白色的Fe(OH),I、II 两只试管中分别加入什么试剂?如何操作?【可选试剂】Fe、稀硫酸、NaOH 溶液(2)打 开a,使I管中反应一段时间后再夹紧止水夹a,管中观察到的现象是开始时I中有气泡，夹紧止水夹a后，I管溶液 进入管，出现灰白色的沉淀；中发生反应的离子方程式 为：Fe+2OH=Fe(OH)

12、I 。Fe NaOH 溶液(3)打 开a的目的 排尽装置中的空气，提供无氧环境止水夹a稀HSO氢氧化亚铁制备注意事项在实验室制备氢氧化亚铁时，一定要用 新 制的亚铁盐和先加热驱赶氧 气后的氢氧化钠 溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加 氢氧化钠 溶液，也可 以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以防止氢氧化亚铁与氧气接触。深入思考创新思维深入思考创新思维铁铁的氢氧化物的的氢氧化物的制备制备搜拆见须tv.sohu.kom化学式Fe(OH)Fe(OH)物质类别二元弱碱三元弱碱颜色状态白色絮状红褐色固体溶解性不溶干水不溶干水与非氧化性强酸反应e(OH),+2H+=Fe+2H2OFe(OH

13、)3+3H+=F e+3HO稳定性Fe(O H)+O+2HO=4F e(O H)(还原性/不稳定/易氧化)2Fe(OH)Fe,O+3H O(高温下不稳定)(2)Fe(OH)和Fe(OH)性质的比较制制 备备FeFe(OHOH)的关键是隔绝空气的关键是隔绝空气(O(O),),可可 采采 取取 的的 措措 施施 有有：(1)Fe+极易被氧化，所以FeSO 溶液要现用现配。(2)为了防止Fe+被氧化，配制FeSO 溶液的蒸馏水和NaOH 溶液要煮沸，尽 可能除去O。(3)为了防止滴加NaOH 溶液时带入空气，可将吸有NaOH 溶液的长滴管伸入 FeSO 溶液的液面下，再挤出NaOH 溶液。(4)为防

14、止Fe+被氧化，还可以向盛有FeSO 溶液的试管中加入少量的煤油 或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。深度思考加深理解思考：思考：(1)Fe(OH);在空气中灼烧得到FeO 固体，Fe(OH)在空气中灼烧能得到FeO 固体吗?提示提示 不 能，Fe(OH)易被氧化，最终得到的是FeO。(2)用不含Fe+的FeSO 溶液与不含O 的蒸馏水配制的NaOH 溶液反应制备Fe(OH)沉淀。用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 溶液时，除加硫酸防止生成Fe(OH)外，还需加 入铁屑。除去蒸馏水中溶解的O,常采用 煮 沸的方法。生成白色Fe(OH)沉淀的操作是用长滴管吸取不含O 的NaOH溶液，插入FeSO 溶 液的液面以下，再挤出NaOH 溶液。这样操作的理由是 避免生成的Fe(OH)沉淀 接触O 转化成Fe(OH)沉淀