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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
铁是人体内需要的微量元素。
一般人的体内含铁量为4~5g,血红蛋白中的铁是体内氧的输送者。人体缺铁会发生小细胞性贫血,记忆能力、免疫功能下降和新陈代谢紊乱,使人的脸色萎黄,皮肤也会失去美丽的光泽!
人体中的铁元素
新课导入
食品中含铁丰富的有哪些?
铁在自然界中的存在
陨铁
磁铁矿
铁在自然界中的存在
赤铁矿
铁在自然界中的存在
战国时期最大的铁器——长方形铁炉
我国目前发现最早的人工冶铁制品——铜柄铁剑
我国人工冶铁制品
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高温
铁的冶炼
1.物理性质
②导电性(不如铜、铝) 、导热性、
延展性
①银白色金属,能被磁体吸引
③熔点:1 535 ℃,沸点:2 750 ℃,
密度7.86 g/cm3
知识梳理
一、铁的单质
①与非金属反应
2.化学性质
2Fe+3Cl2 === 2FeCl3
△
3Fe+2O2 === Fe3O4
点燃
Fe + S === FeS
△
②与酸反应
③与盐反应
Fe+2H+ === Fe2++H2↑
Fe+Cu2+ === Cu+Fe2+
Fe
Fe2+
Fe3+
强氧化剂
弱氧化剂
Cl2、HNO3等
S、H+、Cu2+等
④与水蒸气反应
3Fe+4H2O(g) === Fe3O4+4H2
高温
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名
颜色、状态
溶解性 与酸反应
用途
不溶于水
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁红
磁性氧化铁
生成Fe3+
生成Fe2+
生成Fe2+、Fe3+
Fe2O3作红油漆与涂料
二、铁的氧化物
1.与酸反应:
2.FeO不稳定
FeO+2H+ === Fe2++H2O
Fe2O3+6H+ === 2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+ === Fe2++2Fe3++4H2O
6FeO + O2 === 2Fe3O4
△
二、铁的氧化物
Fe3++3OH- === Fe(OH)3↓
Fe2++2OH- === Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3
产生白色沉淀
迅速变灰绿色
最后变红褐色
1.Fe(OH)3和Fe(OH)2的制备
三、铁的氢氧化物
探究:Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2被氧化的原因
反应试剂中溶有氧气
配制试剂的蒸馏水要煮沸
试剂与空气接触
①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯(或植物油)
②胶头滴管插入液面下加入NaOH溶液
改进方法
改进装置
操作:
先滴加 ,然后 ,当氢气纯净后,再滴加 。
收集氢气并验纯
NaOH溶液
稀硫酸
改进方案一
NaOH溶液
操作:
先 止水夹,在试管Ⅱ出口处 ,当 后, 止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强 ,将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入 。
稀H2SO4
铁屑
打开
收集氢气并验纯
关闭
增大
Ⅱ中
氢气纯净
改进方案二
铁粉
稀硫酸
NaOH溶液
操作:
先 活塞a,在锥形瓶出口处 ,当 后, 活塞a。产生的氢气使A中压强 ,将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入 。
打开
收集氢气并验纯
关闭
增大
B中
氢气纯净
改进方案三
铁的两种氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁
颜色状态 白色固体 红褐色固体
溶解性 都不溶于水 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
铁元素的化合价 +2 +3
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
与酸反应 稀盐酸、稀硫酸 稳定性 不稳定,在空气中 易被氧化 不稳定,受热易分解
2.Fe(OH)3和Fe(OH)2的性质
1.用下列装置不能达到实验目的的是( )
A.用甲图装置可鉴别纯碱与小苏打
B.用乙图装置制备Fe(OH)2
C.用丙图装置能证明Cl2与烧碱溶液反应
D.用丁图装置制取氯气
AD
当堂检测
2.用下面两种方法可以制得白色Fe(OH)2沉淀。
方法一:用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。
(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面以下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是
。
煮沸
避免生成的Fe(OH)2与氧气接触被氧化
方法二:在如图所示装置中,用不含O2的NaOH溶液、
铁屑和稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2沉淀。
(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是 。
(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是 。
(5)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂,
打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是________________________________
___________________________。
(6)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是_______________________________________。
稀硫酸﹑铁屑
NaOH溶液
检验试管Ⅱ出口处的H2纯度,当排出
H2纯净时,再夹紧止水夹
装置中充满了H2,且外界空气不易进入