高中化学 人教版（2019）必修一 第三章 铁 金属材料 单元梳理总结 课件.pptx

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吴 彦
探索生产生活中的铁及其化合物
第三章 铁 金属材料
一、创设真实问题情境
如何判断这种铁的氧化物是什么 有多少
某品牌的打印机墨粉成分如下：表面改性剂、电荷调节剂、流动化剂 SiO2、炭粉、某一种铁的氧化物（占20%-30%）等。
Fe的氧化物
Fe3+或Fe2+
H+
？
二、墨粉中铁的氧化物定性检验
（说明：墨粉中其他成分与酸不反应。）
请大家用化学方法检验确定墨粉中铁的氧化物的种类。
FeO
Fe2O3
Fe3+
Fe2+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe3O4
酸溶
酸溶
酸溶
氯水
H2O2
酸性KMnO4
NaOH溶液
NaOH溶液
变红色
+3
+2
氧化物
盐
碱
是否在任何情况下用常见的盐酸和硫酸溶解氧化物都可行呢
KSCN溶液
酸性条件下KMnO4和H2O2能氧化氯离子
二、墨粉中铁的氧化物定性检验
完善实验方案，列出操作流程。
滤液
溶液变红
溶液褪色
墨粉
稀硫酸
KSCN溶液
KMnO4溶液
过滤
墨粉中含有的铁的氧化物是 Fe3O4。
现象
结论
三、墨粉中铁的氧化物含量的定量测定
中学化学常用的定量测定的方法有哪些呢
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)3
Fe2O3
（m2g）
稀硫酸
足量
NaOH溶液
灼烧
过滤
O2、H2O
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe3+）
Fe(OH)3
Fe2O3
（m2g）
稀硫酸
氧化剂
灼烧
过滤
足量
NaOH溶液
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe2+）
稀硫酸
还原剂
过滤
氧化剂
溶液
（含Fe3+）
方案1：
方案2：
方案3：
沉淀法、气体法
三、墨粉中铁的氧化物含量的定量测定
方案2和方案3中选择什么氧化剂和还原剂合适
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe3+）
Fe(OH)3
Fe2O3
（m2g）
稀硫酸
氧化剂
灼烧
过滤
足量
NaOH溶液
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe2+）
稀硫酸
还原剂
过滤
氧化剂
溶液
（含Fe3+）
方案2：
方案3：
氧化剂选择常用的氯水、双氧水、酸性 KMnO4溶液等即可；
还原剂
Cu？
√
×
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
Fe？
Fe+2Fe3+=3Fe2+
三、墨粉中铁的氧化物含量的定量测定
方案2和方案3中选择什么氧化剂和还原剂合适
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe3+）
Fe(OH)3
Fe2O3
（m2g）
稀硫酸
氧化剂
灼烧
过滤
足量
NaOH溶液
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe2+）
稀硫酸
还原剂
过滤
氧化剂
溶液
（含Fe3+）
方案2：
方案3：
氧化剂选择常用的氯水、双氧水、酸性 KMnO4溶液等即可；
还原剂
Zn？
×
×
Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
I-？
2I-+Cl2=2Cl-+I2
Zn+Fe2+=Zn2++Fe
三、墨粉中铁的氧化物含量的定量测定
方案2和方案3中选择什么氧化剂和还原剂合适
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe3+）
Fe(OH)3
Fe2O3
（m2g）
稀硫酸
氧化剂
灼烧
过滤
足量
NaOH溶液
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe2+）
稀硫酸
还原剂
过滤
氧化剂
溶液
（含Fe3+）
方案2：
方案3：
氧化剂选择常用的氯水、双氧水、酸性 KMnO4溶液等即可；
还原剂选择铜粉合适，不能选择 Fe、Zn、I-等，以确保没有干扰。
三、墨粉中铁的氧化物含量的定量测定
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe2+）
稀硫酸
还原剂
过滤
氧化剂
溶液
（含Fe3+）
方案3：
方案3中，如何确定铜粉已将Fe3+全部转化
滴入 KSCN溶液，若不变红色，证明已全部转化。
方案3一定需要将 Fe3+继续转化为最终的 Fe2O3吗
（信息：KMnO4溶液呈现紫红色，还原产物一般为无色的 Mn2+。）
利用KMnO4溶液反应前后的颜色变化，设法测出消耗的溶液的体积即可以求算铁的含量。
三、墨粉中铁的氧化物含量的定量测定
m1g墨粉
滤液
（含Fe2+、Fe3+）
溶液
（含Fe2+）
稀硫酸
还原剂
过滤
氧化剂
溶液
（含Fe3+）
方案3：
称取墨粉的质量为m1g，通过方案3的转化过程，最终消耗浓度为c mol/L的酸性 KMnO4溶液的体积为VmL，请计算墨粉中所含Fe3O4的质量分数。
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
n(Fe3O4)=1/3n(Fe)
n(Fe)=5n(KMnO4)
n(Fe3O4)=5/3n(KMnO4)
四、Fe3O4的制备
你知道哪些制备 Fe3O4的方法
铁粉与水蒸气在高温下反应是否可以用于工业生产
资料：沉淀法由于其工艺操作简单成本较低，产品纯度高，组成均匀，适合于大规模生产，成为最常用的纳米磁性 Fe3O4颗粒的制备方法：将亚铁盐和铁盐按照一定的比例混合，加入碱性沉淀剂，快速搅拌反应。
你认为该反应属于氧化还原反应吗
你能尝试推断出 Fe2+、Fe3+和OH-的理论物质的量之比吗
Fe2+＋2Fe3++8OH-=Fe3O4＋4H2O
电荷守恒
质量守恒
五、拓展提升
寒潮来袭，温度骤降，市面上有一种产品叫作“暖宝宝”，贴在衣物上可以持续产生热量，产品信息如右图所示（蛭石为一种硅酸盐矿物）。
名 称：暧宝宝即贴10片装
产地：上海
产品尺寸：100*130mm（未包装尺寸）
123*164mm（包装尺寸）
产品成分：铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐
产品特征：持续发热10小时以上
产品用途：保暖取暖
保质期 4年
五、拓展提升
“暖宝宝”的发热原理是利用铁和氧气反应放出热量。打开一包已使用过的“暖宝宝”，发现有少量红色物质，猜测红色物质的成分，并设计实验。
取少量固体，加入足量盐酸溶解，再滴加 KSCN溶液，若出现血红色，证明是氧化铁，若没有出现血红色，则证明没有氧化铁。
可行吗？
Fe3+可能被过量 Fe粉还原。
五、拓展提升
“暖宝宝”的发热原理是利用铁和氧气反应放出热量。打开一包已使用过的“暖宝宝”，发现有少量红色物质，猜测红色物质的成分，并设计实验。
评价以下方案。
A：用磁铁吸走铁粉，再加盐酸和KSCN 检验 B：将固体加到适量的硫酸铜溶液中，过滤后再加盐酸和 KSCN 检验 C：将固体加到适量的硝酸银溶液中，过滤后再加盐酸和 KSCN 检验
X
X
√
其它粉末可能一起吸上来。
置换出来的铜会与铁离子反应。
银的还原性弱。
五、拓展提升
例题：某铁矿石中含有Fe3O4、Fe2O3等，为测定铁元素的含量，科研工作者采用如下测定方法∶
溶解：准确称取试样 0.5600g于250 mL 锥形瓶中，加入足量浓 HCl充分溶解
还原：在一定条件下滴加 SnCl2溶液将Fe3+全部还原成 Fe2+，Sn2++Fe3+=Sn3++Fe2+
滴定：立即用 0.05000mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定，共消耗标准液的体积20.00mL
反应：6Fe2+＋Cr2O72-＋14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
（1）计算试样中铁的含量（质量分数）；
（2）某炼铁厂用这种铁矿石冶炼生铁，日消耗 10000t，计算该厂理论上年产含铁 96%生铁的质量（一年按360天计）。
60%
对于多步反应，可用"关系式法"建立已知量和未知量的联系，再利用物质的量进行相关计算，可以简化流程。
2.25×106t
课堂总结
今日作业
1.梳理课堂笔记；
2.3D笔记
单质
氧化物
盐
碱
0
+3
+2
FeO
Fe2O3
Fe3+
Fe2+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
铁元素化合价
物质类别
Fe3O4
Fe