化学人教版（2019）必修第一册3.1.1铁的单质（共31张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）必修第一册3.1.1铁的单质（共31张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 56.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-24 10:25:16 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
高中化学
第1课时 铁的单质
铁在自然界中的存在
陨铁 铁单质
赤铁矿(氧化铁Fe2O3)
磁铁矿(四氧化三铁Fe3O4)
化合态
丹霞地貌的岩石
因含有Fe2O3而呈红色
⒈以单质形态存在
⒉以化合物（+2、+3）形态存在：
铁在自然界中的存在
自然界中的铁，主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
陨铁
赤铁矿（Fe2O3）
黄铁矿（FeS2）
自然界中的铁，主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中
铁在自然界中的存在
铁在自然界中的存在
春秋初年
隋唐年间
明代
现代工业
秦国的铜柄铁剑
用煤炼铁
用焦炭冶炼生铁
高炉炼铁
我国的“铁”文化
甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑
战国时期最大的铁器
—长方形铁炉
铁质农具
古代冶铁
铁的冶炼
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
C + O2 CO2
高温
【回忆】高炉炼铁主要使用了哪些原料？涉及的化学反应方程式有哪些？
焦炭、铁矿石、空气等
CO2 + C 2CO
高温
一、铁的物理性质
【活动】阅读课本P65第一段并结合所学知识，归纳铁单质的物理性质。
纯的铁块
铁粉
铁线
导热性
导磁性
一、铁的物理性质
颜色 状态 密度 熔点 沸点 金属共性 特性
固体
银白色，有金属光泽
7.86
g/cm3
1535℃
2750℃
导热、导电、延展性好
能被磁体吸引
铁粉
铁粉的晶体几何形状被破坏，铁粉没有吸收完的光被漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。
Fe
物质类型角度
元素价态角度
强还原性
金属单质
+3
强氧化剂
+2
弱氧化剂
与非金属单质反应
与酸溶液反应
与某些盐溶液反应
S、H+、Cu2+等
Cl2等
二、铁单质的化学性质
(1)与O2反应
3Fe＋2O2=== Fe3O4
点燃
剧烈燃烧，火星四射
铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，
点燃:
常温：
(2)与Cl2反应
剧烈燃烧，生成棕色烟
Fe2O3·xH2O。
(3)与S反应
Fe＋S===FeS
生成黑褐色固体
2Fe＋3Cl2===2FeCl3
1、与非金属单质反应
氧化性：Cl2 > S
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( )
(2)根据铁与Cl2、S反应的条件可以判断Cl2、S的氧化性强弱( )
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到( )
×
×
[解析] FeCl2不能通过单质化合得到。
×
[解析]根据反应产物可判断Cl2、S的氧化性的强弱。
[解析] 铁与氯气反应只能生成FeCl3,与氯气的用量无关。
2、与酸（特指稀硫酸、盐酸）反应：
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
知识小贴士：
与稀硝酸或者在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸发生反应，但是无H2产生
离子方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑
常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化（表面生成致密的氧化膜）
3、铁与部分盐溶液反应
把溶液中活泼性小于铁的金属置换出来
a. 与CuSO4溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
b. 与AgNO3溶液反应：Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
c. 与FeCl3溶液反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+2Ag+=Fe2++2Ag
Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋
[思考]
请写出铁与氯气反应，与盐酸反应，和硫酸铜溶液反应的化学方程式，并思考下面两个问题。
问题1：铁的化合价变化有何异同？
问题2：为什么会产生这样的异同？
2Fe+3Cl2=2FeCl3
Fe+2HCl=2FeCl2+H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
0
0
0
+2
+2
+3
Fe+较弱的氧化剂（HCl、CuSO4）→+2价铁的化合物
Fe+较强的氧化剂（Cl2）→+3价铁的化合物
产生异同的原因：
铁单质有还原性：
一、铁的单质
【思考】在钢铁厂的生产过程中，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，不得留有水，这是为什么呢？
钢水注入干燥的模具
二、铁的化学性质
1. 铁和水在常温下能反应吗？如何提供水蒸气？如何提供反应所需的高温？
2. 预测铁与水反应的产物是什么？从物质的类别和元素的价态的变化完成对反应的预测。
3. 如何验证铁与水反应生成的气体产物？
4. 如何组装并完成实验？
实验探究：
Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 黑色 红棕色 黑色 白色 红褐色
受热 不分解 受热 不分解 受热 不分解 受热 不分解 不稳定 500 ℃
分解为Fe2O3
①如何验证气体产物？
Fe + H2O(g) → Fe3O4 + H2
高温
②进行还原铁粉与水蒸气反应并验证气体产物，其实验装置应有几部分构成？
水蒸气的产生装置
水蒸气与铁粉的反应装置
气体产物检验装置
实验探究
思考与讨论
4、铁与水蒸气反应
二、铁的化学性质
实验装置 装置1 装置2
4、铁与水蒸气反应
二、铁的化学性质
操作及现象 铁粉逐渐红热，产生大量的肥皂泡
实验 结论
实验 说明
用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成H2
用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成H2
①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；
②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好；
③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式为
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
高温
改进点：1.改变水蒸气的生成方式 2.氢气的收集、检验方式
生成水蒸气
排水法收集H2
向下排空气法
短进长出收集H2
思考：从水蒸气生成方式和氢气的检验方式角度思考，如何改进实验装置？
铁有+2、+3价两种价态,单质铁与 反应时只生成+3价铁;与 反应时只生成+2价铁;与 反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。
所选试剂:①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸
⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液
①
④⑤⑦⑧
②③
用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是( )
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)===Fe2O3＋3H2
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
高温
B
(1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。
(2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。
(3)D的作用是 。
(4)E中的实验现象是 。
(5)A 、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯 ) ，点燃 E处酒精灯之前应进行的操 作是 。
1.某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
收集H2并检验其纯度
产生水蒸气
防止加热时液体暴沸
吸收未反应的水蒸气，干燥H2
黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成
A
【小结】金属与水的反应
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu ……
与冷水剧烈反应生成
碱和氢气
与热水反应生成
碱和氢气
不与水反应
高温下与水蒸气反应生成
氧化物和氢气
1、活泼金属如K、Na等可与冷水迅速剧烈反应(放热反应)，生成可溶性碱和H2。
2、Mg与冷水反应缓慢，但在加热条件(或用沸水)， Mg与水的反应加快。Al与冷水很难反应，与沸水反应缓慢。
B. 从1L2mol/L的H2SO4溶液中取出0.5L，该溶液的浓度为1mol/L
B，溶液的浓度与溶液的体积多少无关，错误；
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
（4）由氯离子的检验方法可知，检验可能存在的物质所用试剂为稀硝酸、硝酸银溶液，故答案为：稀硝酸、硝酸银溶液。
（1）一定不存在的物质是CaCO3、Na2SO4、CuSO4，故答案为：CaCO3、Na2SO4、CuSO4；
B. 淀粉溶液中：K+、NH4+、SO42-、I-
③滴定前读数是0.01ml，滴定后的读数是27.60ml，因此实际消耗硫代硫酸钠溶液的体积是27.50ml，则根据反应式2BaCrO4＋6I－＋16H＋＝3I2＋2Ba2＋＋2Cr3＋＋8H2O、2S2O32一+I2=S4O62—+2 I－可知Cr3＋～3S2O32一，所以废水Ba2＋的浓度为 。
则2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）的反应热为（ ）
C. 30℃，4 mL硫酸，3 mL水 D. 30℃，5 mL硫酸，2 mL水
12.下列原子中，第一电离能最大的是( )
【点睛】热化学方程式中需要注明物质的状态、焓变的正负号、焓变的数值及单位，且1mol纯物质燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为燃烧热、中和反应生成1mol水时放出的热量为中和热，以此来解答。
故选D。
随堂检测
1、下列关于铁的叙述中错误的是（ ）
A、纯净的铁是光亮的银白色金属
B、铁能被磁体吸引
C、铁具有导电性，能代替铜作为导线材料
D、铁具有延展性和导热性，可制作炊具
C
随堂检测
C
2、下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是（ ）
A、反应中有氢气产生
B、此反应需在高温条件下才能发生
C、铁和水蒸气反应的原理是与钠与水反应类似
D、该反应中水做氧化剂
随堂检测
C
3、下列说法正确的是（ ）
A、赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B、 Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C、铁锈的主要成分是Fe2O3
D、 Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，Fe3O4是混合物
随堂检测
B
4、下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（ ）
①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．只有①③
C．只有①②③ D．全部
随堂检测
B
5、下列既能由金属和氯气直接制取，又能由金属和盐酸直接制取的是（ ）
A．FeCl2 B．AlCl3
C．FeCl3 D．CuCl2
知识小结
铁的物理性质
A
铁的化学性质
B
金属与水反应的一般规律
C
高中化学
第1课时 铁的单质
铁在自然界中的存在
陨铁 铁单质
赤铁矿(氧化铁Fe2O3)
磁铁矿(四氧化三铁Fe3O4)
化合态
丹霞地貌的岩石
因含有Fe2O3而呈红色
⒈以单质形态存在
⒉以化合物（+2、+3）形态存在：
铁在自然界中的存在
自然界中的铁，主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
陨铁
赤铁矿（Fe2O3）
黄铁矿（FeS2）
自然界中的铁，主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中
铁在自然界中的存在
铁在自然界中的存在
春秋初年
隋唐年间
明代
现代工业
秦国的铜柄铁剑
用煤炼铁
用焦炭冶炼生铁
高炉炼铁
我国的“铁”文化
甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑
战国时期最大的铁器
—长方形铁炉
铁质农具
古代冶铁
铁的冶炼
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
C + O2 CO2
高温
【回忆】高炉炼铁主要使用了哪些原料？涉及的化学反应方程式有哪些？
焦炭、铁矿石、空气等
CO2 + C 2CO
高温
一、铁的物理性质
【活动】阅读课本P65第一段并结合所学知识，归纳铁单质的物理性质。
纯的铁块
铁粉
铁线
导热性
导磁性
一、铁的物理性质
颜色 状态 密度 熔点 沸点 金属共性 特性
固体
银白色，有金属光泽
7.86
g/cm3
1535℃
2750℃
导热、导电、延展性好
能被磁体吸引
铁粉
铁粉的晶体几何形状被破坏，铁粉没有吸收完的光被漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。
Fe
物质类型角度
元素价态角度
强还原性
金属单质
+3
强氧化剂
+2
弱氧化剂
与非金属单质反应
与酸溶液反应
与某些盐溶液反应
S、H+、Cu2+等
Cl2等
二、铁单质的化学性质
(1)与O2反应
3Fe＋2O2=== Fe3O4
点燃
剧烈燃烧，火星四射
铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，
点燃:
常温：
(2)与Cl2反应
剧烈燃烧，生成棕色烟
Fe2O3·xH2O。
(3)与S反应
Fe＋S===FeS
生成黑褐色固体
2Fe＋3Cl2===2FeCl3
1、与非金属单质反应
氧化性：Cl2 > S
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( )
(2)根据铁与Cl2、S反应的条件可以判断Cl2、S的氧化性强弱( )
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到( )
×
×
[解析] FeCl2不能通过单质化合得到。
×
[解析]根据反应产物可判断Cl2、S的氧化性的强弱。
[解析] 铁与氯气反应只能生成FeCl3,与氯气的用量无关。
2、与酸（特指稀硫酸、盐酸）反应：
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
知识小贴士：
与稀硝酸或者在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸发生反应，但是无H2产生
离子方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑
常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化（表面生成致密的氧化膜）
3、铁与部分盐溶液反应
把溶液中活泼性小于铁的金属置换出来
a. 与CuSO4溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
b. 与AgNO3溶液反应：Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
c. 与FeCl3溶液反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+2Ag+=Fe2++2Ag
Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋
[思考]
请写出铁与氯气反应，与盐酸反应，和硫酸铜溶液反应的化学方程式，并思考下面两个问题。
问题1：铁的化合价变化有何异同？
问题2：为什么会产生这样的异同？
2Fe+3Cl2=2FeCl3
Fe+2HCl=2FeCl2+H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
0
0
0
+2
+2
+3
Fe+较弱的氧化剂（HCl、CuSO4）→+2价铁的化合物
Fe+较强的氧化剂（Cl2）→+3价铁的化合物
产生异同的原因：
铁单质有还原性：
一、铁的单质
【思考】在钢铁厂的生产过程中，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，不得留有水，这是为什么呢？
钢水注入干燥的模具
二、铁的化学性质
1. 铁和水在常温下能反应吗？如何提供水蒸气？如何提供反应所需的高温？
2. 预测铁与水反应的产物是什么？从物质的类别和元素的价态的变化完成对反应的预测。
3. 如何验证铁与水反应生成的气体产物？
4. 如何组装并完成实验？
实验探究：
Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 黑色 红棕色 黑色 白色 红褐色
受热 不分解 受热 不分解 受热 不分解 受热 不分解 不稳定 500 ℃
分解为Fe2O3
①如何验证气体产物？
Fe + H2O(g) → Fe3O4 + H2
高温
②进行还原铁粉与水蒸气反应并验证气体产物，其实验装置应有几部分构成？
水蒸气的产生装置
水蒸气与铁粉的反应装置
气体产物检验装置
实验探究
思考与讨论
4、铁与水蒸气反应
二、铁的化学性质
实验装置 装置1 装置2
4、铁与水蒸气反应
二、铁的化学性质
操作及现象 铁粉逐渐红热，产生大量的肥皂泡
实验 结论
实验 说明
用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成H2
用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成H2
①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；
②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好；
③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式为
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
高温
改进点：1.改变水蒸气的生成方式 2.氢气的收集、检验方式
生成水蒸气
排水法收集H2
向下排空气法
短进长出收集H2
思考：从水蒸气生成方式和氢气的检验方式角度思考，如何改进实验装置？
铁有+2、+3价两种价态,单质铁与 反应时只生成+3价铁;与 反应时只生成+2价铁;与 反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。
所选试剂:①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸
⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液
①
④⑤⑦⑧
②③
用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是( )
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)===Fe2O3＋3H2
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
高温
B
(1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。
(2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。
(3)D的作用是 。
(4)E中的实验现象是 。
(5)A 、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯 ) ，点燃 E处酒精灯之前应进行的操 作是 。
1.某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
收集H2并检验其纯度
产生水蒸气
防止加热时液体暴沸
吸收未反应的水蒸气，干燥H2
黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成
A
【小结】金属与水的反应
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu ……
与冷水剧烈反应生成
碱和氢气
与热水反应生成
碱和氢气
不与水反应
高温下与水蒸气反应生成
氧化物和氢气
1、活泼金属如K、Na等可与冷水迅速剧烈反应(放热反应)，生成可溶性碱和H2。
2、Mg与冷水反应缓慢，但在加热条件(或用沸水)， Mg与水的反应加快。Al与冷水很难反应，与沸水反应缓慢。
B. 从1L2mol/L的H2SO4溶液中取出0.5L，该溶液的浓度为1mol/L
B，溶液的浓度与溶液的体积多少无关，错误；
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
（4）由氯离子的检验方法可知，检验可能存在的物质所用试剂为稀硝酸、硝酸银溶液，故答案为：稀硝酸、硝酸银溶液。
（1）一定不存在的物质是CaCO3、Na2SO4、CuSO4，故答案为：CaCO3、Na2SO4、CuSO4；
B. 淀粉溶液中：K+、NH4+、SO42-、I-
③滴定前读数是0.01ml，滴定后的读数是27.60ml，因此实际消耗硫代硫酸钠溶液的体积是27.50ml，则根据反应式2BaCrO4＋6I－＋16H＋＝3I2＋2Ba2＋＋2Cr3＋＋8H2O、2S2O32一+I2=S4O62—+2 I－可知Cr3＋～3S2O32一，所以废水Ba2＋的浓度为 。
则2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）的反应热为（ ）
C. 30℃，4 mL硫酸，3 mL水 D. 30℃，5 mL硫酸，2 mL水
12.下列原子中，第一电离能最大的是( )
【点睛】热化学方程式中需要注明物质的状态、焓变的正负号、焓变的数值及单位，且1mol纯物质燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为燃烧热、中和反应生成1mol水时放出的热量为中和热，以此来解答。
故选D。
随堂检测
1、下列关于铁的叙述中错误的是（ ）
A、纯净的铁是光亮的银白色金属
B、铁能被磁体吸引
C、铁具有导电性，能代替铜作为导线材料
D、铁具有延展性和导热性，可制作炊具
C
随堂检测
C
2、下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是（ ）
A、反应中有氢气产生
B、此反应需在高温条件下才能发生
C、铁和水蒸气反应的原理是与钠与水反应类似
D、该反应中水做氧化剂
随堂检测
C
3、下列说法正确的是（ ）
A、赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B、 Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C、铁锈的主要成分是Fe2O3
D、 Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，Fe3O4是混合物
随堂检测
B
4、下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（ ）
①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．只有①③
C．只有①②③ D．全部
随堂检测
B
5、下列既能由金属和氯气直接制取，又能由金属和盐酸直接制取的是（ ）
A．FeCl2 B．AlCl3
C．FeCl3 D．CuCl2
知识小结
铁的物理性质
A
铁的化学性质
B
金属与水反应的一般规律
C