化学人教版(2019)必修第一册3.1.1铁及其化合物(共65张ppt)

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名称 化学人教版(2019)必修第一册3.1.1铁及其化合物(共65张ppt)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-29 19:00:11

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文档简介

(共65张PPT)
第三章《铁 金属材料》
第一节:铁及其化合物
铁是世界上使用最广泛的金属
生活中随处可见的铁
富含铁的食品
补铁的药物
生活中随处可见的铁
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe2+、Fe3+
学习线索
单质
氧化物


价类二维图
1、铁元素的存在、原子结构及使用
地壳中含量居第四位,仅次于氧、硅和铝。
陨铁
赤铁矿Fe2O3
磁铁矿Fe3O4
菱铁矿FeCO3
单质
化合物
铁元素的使用
我们目前发现最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术,战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用
战国时期最大的铁器——长方形铁炉
思考:为什么铁器时代晚于铜器时代?
1.自然界中铁单质储量少于铜单质
2.铁的金属活动性比铜强。金属越活泼,越以化合物形式存在,提炼出单质的条件越高。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
石器
铁器
青铜器
电子信息
蒸汽
高炉炼铁发生的反应
还原成铁:
Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2
高温
Fe3O4 + 4CO ==== 3Fe + 4CO2
高温
【练习】下列说法正确的是( )
A.我国在战国中期就开始使用铁制品
B.自然界中的铁元素只存在于化合物中
C.铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属
D.高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来
D
2、物理性质
银白色,有属光泽
固体
密度较大 7.86 g/cm3
(1)颜色:
(2)状态:
(3)密度:
(4)硬度:
(5)熔、沸点:
(6)金属共性:
(7)特性:
熔点:1535℃;沸点:2750℃
导热性、导电性、延展性
能被磁铁吸引
金属导电性顺序:铅 < 铁 < 铝 < 金 < 铜 < 银
铁粉是黑色
纯铁质软
纯铁抗腐蚀能力强
【练习】下列关于铁的叙述,错误的是(  )
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引,在磁场作用下,铁自身能产生磁场
C.铁是地壳中含量最多的金属元素,所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态
D.纯铁的抗腐蚀能力强,在干燥空气中不易被氧化
C
O2
S
Cl2
2Fe+3Cl2 2FeCl3

现象:剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体
现象:剧烈燃烧、产生棕褐色的烟
现象:生成黑色物质
+2、+3
+3
+2
氧化性强弱:Cl2>O2>S
3、化学性质
(1)铁与非金属单质反应
应用体验
1.下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
B.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3
C.铁在氯气中燃烧,如果铁过量会生成FeCl2
D.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁

步步高P70
(2)铁与非氧化性酸反应
现象:产生气泡,放出热量,生成浅绿色的溶液
与盐酸、稀硫酸反应
Fe+H2SO4 = FeSO4+H2↑
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
(3)铁与盐反应
Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu
①与硫酸铜溶液等发生置换反应
曾青得铁则化为铜
Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
现象:铁丝上有红色物质生成,蓝色溶液逐渐变为浅绿色
Fe+2AgNO3= Fe(NO3)2+2Ag
Fe+2Ag+= 2Fe2++2Ag
(3)铁与盐反应
Fe+2Fe3+ = 3Fe2+
②与FeCl3溶液反应
Fe+2FeCl3= 3FeCl2
铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应:
铁与氧化性较强的氧化剂(如Cl2、O2等)反应:
Fe-2e-→Fe2+
Fe-3e-→Fe3+
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序表
Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
Fe+2Ag+= 2Fe2++2Ag
Fe+2Fe3+ = 3Fe2+
铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应:
铁与氧化性较强的氧化剂(如Cl2、O2等)反应:
Fe - 2e- → Fe2+
Fe - 3e- → Fe3+
生活经验告诉我们,在常温下,铁与水不反应,人们使用铁壶烧水,说明铁与热水也不反应,在钢铁厂,炽热的铁水注入模具前,模具必须进行充分干燥,查阅资料显示高温下,铁能与水发生反应,有什么样的产物生成?
(4)铁与水反应
【思考与讨论】有人设计了如图3-5所示的装置,进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理,并根据实验现象,分析可能的生成物。
(4)铁与水反应
纯铁与冷水和热水不反应;高温时,与水蒸气反应
(4)铁与水反应
铁粉逐渐红热,蒸发皿中产生大量的肥皂泡,点燃气泡会发出爆鸣声,反应后试管内固体为黑色。
3Fe+4H2O(g) === Fe3O4+4H2
高温
实验现象:
反应原理:
实验注意点:
①试管口略向下倾斜;
②酒精灯先加热湿棉花,有水蒸气后,
再点燃酒精灯加热还原铁粉;
③加热一会后再将导管插入到肥皂水中;
④结束时,先撤导管,再移酒精灯。
水蒸气
发生装置
水蒸气与铁反应装置
集中火力,提高温度
产物收集检验装置
2.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

步步高P70
干燥产生气体(H2)
干燥产生气体(H2)
碱石灰、无水CaCl2
干燥产生气体(H2)
检验产生气体(H2)
收集法处理尾气
CuO +H2 ==== Cu + H2O
高温
玻璃管中固体由黑色变为红色,则由氢气生成
点燃法:验纯后点燃导管
铁的氧化物
四氧化三铁(Fe3O4)
(黑色晶体)
氧化亚铁(FeO)
(黑色粉末)
氧化铁(Fe2O3)
(红棕色粉末)
赤铁矿的主要成分;
俗名铁红
磁铁矿的主要成分;
俗名 磁性氧化铁
均难溶于水
铁的氧化物
1、稳定性
6FeO+O2 2Fe3O4
Fe2O3 、Fe3O4 稳定
2、与非氧化性酸反应
FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
Fe2O3 、FeO是碱性氧化物
Fe3O4: FeO ·Fe2O3
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
金属冶炼:
Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2
高温
Fe3O4 + 4CO ==== 3Fe + 4CO2
高温
3、氧化性
FexOy Fe
高温
H2、CO、C、Al 等
2.下列关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的说法中正确的是( )
A. 都是黑色固体 B. 都不溶于水
C. 铁元素化合价相同 D. 都能与水反应
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
B
C
Fe(OH)2和Fe(OH)3
铁的氢氧化物
思考:铁有哪些氢氧化物,如何制备铁的氢氧化物?
【实验3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液,观察并描述发生的现象。
FeCl3溶液 FeSO4溶液
现象
化学 方程式
【实验3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液,观察并描述发生的现象。
白色絮状沉淀→灰绿色→红褐色沉淀
氢氧化铁Fe(OH)3
氢氧化亚铁Fe(OH)2
红褐色沉淀
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2 +Na2SO4
Fe2+ + 2OH- === Fe(OH)2↓
Fe3+ + 3OH- === Fe(OH)3↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
思考:刚才的实验我们发现,白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化,那么,在实验室里怎么得到Fe(OH)2?
设计实验的目标:隔绝氧气
第一方面
第二方面
第三方面
改善反应物
改善反应环境
改善反应装置
【改善方案】
【一、改善反应物】:
【二、改善反应环境】:
有机覆盖层法
1.用新配制的FeSO4溶液(加铁粉防止Fe2+被氧化)
2.除去溶液中溶解的O2
(如用煮沸的蒸馏水配制NaOH溶液,也可加热煮沸NaOH溶液)
1.将胶头滴管伸入到液面以下再挤出溶液。
2.用植物油或苯液封,使反应体系与空气隔离。
【三、改善反应容器】:
止水夹
1.左边试管可直接先制备出所需的FeSO4
2.夹住止水夹,由于大气压新制出的FeSO4就会被压入NaOH溶液中
下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(  )
A.①②③  B.①②④  C.①②③④  D.②③④

1.实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2,为了使产物不容易被氧化,下列做法不正确的是
A.配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.可在FeCl2溶液的上面加一层植物油以隔绝空气
C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管

步步高P72
名称 氢氧化铁 氢氧化亚铁
化学式
色、态
溶解性
制法
与酸反应
热稳定性
转化 Fe(OH)3
Fe(OH)2
红褐色固体
白色絮状固体
难溶
难溶
Fe3++3OH_=Fe(OH)3 ↓
Fe2++2OH_=Fe(OH)2 ↓
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
2Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O
Fe(OH)2 = FeO+H2O
(隔绝空气)
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
1.下列有关铁的化合物的说法不正确的是
A.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性
B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物,均可与盐酸反应
C.Fe(OH)3可通过化合反应得到,Fe(OH)2则不能
D.Fe3O4为磁性氧化铁,其中铁的化合价为+2和+3
A
2.有关铁的氢氧化物的说法中,错误的是
A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色固体
B.Fe(OH)2具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解
D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能产生丁达尔现象
A
缺铁性贫血
吞咽困难或吞咽时有梗阻的感觉
异食癖
口角炎、舌炎
铁是人体细胞的必需成分,它具有造血功能,参与血红蛋白的生成以及细胞色素和各种酶的合成,促进生长。铁还在血液中起到运输和携带营养物质的作用。如果缺铁,人就会发生缺铁性的贫血,而且也会造成免疫功能的下降和新陈代谢的紊乱。
富含铁的食品
补铁的药物
生活中随处可见的铁
亚铁盐(Fe2+)
铁盐(Fe3+)和亚铁盐(Fe2+ )的检验
1、通过颜色辨别:
铁盐溶液(Fe3+)(棕黄色)
亚铁盐溶液(Fe2+ )(浅绿色)的检验
2、加NaOH溶液,
亚铁盐溶液(Fe2+)产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
铁盐溶液( Fe3+ )红褐色沉淀
FeCl3溶液
FeCl2溶液
2.Fe2+、Fe3+的检验
【实验3-2】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液,各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。
滴入KSCN溶液
FeCl3溶液
FeCl2溶液
【实验3-2】
(黄色)
FeCl2
FeCl3
(浅绿色)
溶液呈血红色
无变化
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
血红色
向盛有FeCl2溶液的试管中滴加一滴K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液,可以看到溶液中生成蓝色沉淀。
拓展:Fe2+的检验方法
铁盐和亚铁盐的检验
3、KSCN溶液,
Fe3+ +3SCNˉ = Fe(SCN)3
4、加铁氰化钾(K3Fe(CN)6)溶液,
亚铁盐溶液(Fe2+)产生蓝色沉淀
铁盐溶液( Fe3+ )无明显现象
亚铁盐溶液(Fe2+) 无明显现象
铁盐溶液( Fe3+ )呈红色
1、通过颜色辨别: 铁盐溶液(Fe3+)(棕黄色)
亚铁盐溶液(Fe2+ )(浅绿色)的检验
2、加NaOH溶液,
亚铁盐溶液(Fe2+)产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
铁盐溶液( Fe3+ )红褐色沉淀
铁盐
Fe2(SO4)3
FeCl3
FeCl3溶液
Fe2(SO4)3溶液
能与还原剂反应
Fe3+只具有氧化性
Fe3+ Fe2+
弱还原剂
Fe3+ Fe
Fe Cu SO2 H2S S2- SO32- I-
强还原剂
C Al Zn CO
铁盐
Fe3+只具有氧化性
Fe3+ Fe2+
弱还原剂
Fe Cu SO2 H2S S2- SO32- I-
(1) Fe + 2Fe3+=3Fe2+
在保存配制好的FeCl2溶液时,向其中加入少量铁粉来防止Fe2+被氧化
(2) 2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+
用35%的FeCl3溶液作为“腐蚀液”铜印刷电路板
放置
一段时间
向溶液中
插入铜丝
取出
铜丝
(3)2Fe3+ + 2I =2Fe2+ + I2
可使KI 淀粉试纸变蓝(检验Fe3+的一种方法)
(4)2Fe3+ + S2 =2Fe2+ + S↓
亚铁盐:
Fe2+既有____ 性,又有_____性。
氧化
还原
FeSO4
FeCl2
FeSO4溶液
FeCl2溶液
Fe2+ Fe3+
氧化剂(Cl2、H2O2、KMnO4、稀HNO3)
Fe2+ Fe
还原剂(C Al Zn CO)
亚铁盐的氧化性
Fe2+ Fe
还原剂(C Al Zn CO)
2Fe2+ + Zn=2Fe + Zn2+
3Fe2+ +2 Al=3Fe + 2Al3+
亚铁盐的还原性
Fe2+ Fe3+
氧化剂(Cl2、H2O2、KMnO4、稀HNO3)
(1) 2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ + 2Cl
(2) 2Fe2+ + H2O2 + 2H+=2Fe3+ + 2H2O
可用于除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质
可用于除去铁盐溶液中的亚铁盐杂质
在亚铁盐溶液中,滴加KSCN溶液,后再通入氯气/H2O2,现象为?
亚铁盐的还原性
Fe2+ Fe3+
氧化剂(Cl2、H2O2、KMnO4、稀HNO3)
(3) 5Fe2+ + MnO4 + 8H+=Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
可用于检验亚铁盐
Fe2+
Fe3+
氧化剂
还原剂
氧化性
氧化性
O2、Cl2、Br2、 KMnO4 HNO3 H2O2
Fe Cu SO2 H2S S2- SO32- I-
Fe
还原剂
还原性
弱氧化剂
还原性
强氧化剂
还原剂
S H+ Cu2+ Ag+
Cl2、Br2、 KMnO4 HNO3
C Al Zn CO
C Al Zn CO
Fe、Fe2+、Fe3+相互转化
(1)向某溶液中先滴加氯水,后滴加KSCN溶液,溶液变红色,则原溶液中有Fe3+(  )
(2)向溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,说明溶液中含有Fe3+,不含Fe2+(  )
(3)向某溶液中滴加KSCN溶液无明显现象,说明无Fe2+(  )
(4)向含有Fe2+的溶液中,滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色,说明溶液中一定有SCN-(  )
(5)向MCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液后,酸性KMnO4溶液褪色,则M2+一定为Fe2+(  )
×
×
×
×
正误判断

步步高P74
【练习】除杂问题(括号内为杂质):
①FeCl3溶液(FeCl2):
②FeCl2溶液(FeCl3):
③FeSO4溶液(CuSO4):
④Fe2(SO4)3溶液(FeSO4):
加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
加足量铁粉,充分反应后过滤。
加足量铁粉,充分反应后过滤。
滴加H2O2