化学人教版（2019）必修第一册3.1铁及其化合物的相互转化（共24张ppt）

(共24张PPT)
第二课时 单质铁及其氧化物
第一节 铁及其化合物
铁是人体必需的微量元素之一；如果缺铁，会造成缺铁性的贫血，而且也会造成免疫功能的下降和新陈代谢的紊乱。。
任务1：铁的存在形式
陨铁是铁的单质，但是铁主要以+2价和+3价化合物的形式存在于矿石中，地壳中铁元素含量居第四位，仅次于氧、硅、铝。
陨铁
赤铁矿
绿矾
FeSO4·7H2O
Fe3O4
磁铁矿
Fe2O3
Fe
主要以化合态形式存在于矿石中
以游离态Fe单质较少
任务1：铁的存在形式
西周玉柄铁剑
打铁炉
战国铁炉
我国从很早之前就掌握了冶铁技术
高炉炼铁(赤铁矿炼铁)原理：
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
“中华第一剑”
任务2：认识金属单质——铁的性质
1、物理性质
2、化学性质
金属通性：有金属光泽、导电性、导热性、延展性、硬度大、熔沸点高
铁的特性：铁磁性、银白色金属单质
从物质类别、化合价角度、金属活动性顺序……
从熟悉的金属钠出发，利用类比、对比的方法进行学习
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。
铁粉
知识拓展
【注意】
【活动二】单质铁的性质
任务2：认识金属单质——铁的性质
Fe
物质类型角度
元素价态角度
强还原性
金属单质
与非金属单质反应
与酸溶液反应
与某些盐溶液反应
铁化学性质的理论分析
与氧化剂反应
0
【思考与交流】
反应物 Fe Na
非金属单质（O2、Cl2）
酸（HCl）
盐溶液（CuSO4）
根据上述推测和已有知识，对比金属铁和钠的性质，填写下表。
4Na + O2 —— 2Na2O
2Na + O2 —— Na2O2
△
2Na + Cl2 —— 2NaCl
△
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
2Na + Cu2+ +2H2O = 2Na+ + Cu(OH)2 + H2↑
Fe
注意事项
H+、Cu2+、 S等
Cl2等
弱氧化剂
强氧化剂
Fe3+
Fe2+
【思考】什么决定了生成物中铁元素的化合价呢？
氧化剂的氧化性强弱
任务2：认识金属单质——铁的性质
任务2：认识金属单质——铁的性质
镁与热水剧烈反应
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
【思考】
铁能否与水反应呢？假设能反应，反应条件什么？
钠与冷水剧烈反应
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
△
Fe的金属活动性要比Na、Mg弱得多，所以铁与水反应条件一定比Mg和水的高，不可能是常温。
必须是高温。
【思考】
钠与水反应条件及现象
任务2：认识金属单质——铁的性质
(4)与水蒸汽反应
现象：
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。
方程式：
3Fe + 4H2O(g) —— Fe3O4 + 4H2
高温
提供水蒸气
提高温度，加热效果更好
防风罩
收集氢气
【思考】反应结束拆除装置时，应先撤导管还是先撤酒精灯？为什么？
结束时，应先撤导管，再撤酒精灯
防止液体倒吸，引起试管炸裂
2、化学性质
改进点：1.改变水蒸气的生成方式 2.氢气的收集方式
生成水蒸气
排水法收集H2
上述铁和水蒸气反应的实验装置可以如何改进？
【思考】
向下排空气法收集H2
任务2：认识金属单质——铁的性质
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。你能解释这样操作的原因是什么吗？
钢水注入干燥的模具
【情景解释】
避免高温下，铁水与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气
【活动二】单质铁的性质
任务2：认识金属单质——铁的性质
赤铁矿
磁铁矿
Fe3O4
Fe2O3
铁锈
Fe2O3
【活动三】铁的氧化物性质
任务3：认识铁的氧化物
FeO
1、物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名
颜色状态
溶解性
铁红
/
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
（有磁性）
难溶于水
难溶于水
难溶于水
【活动三】铁的氧化物性质
任务3：认识铁的氧化物
2、化学性质
FeO
Fe2O3
物质类别
Fe3O4
金属氧化物
金属氧化物
金属氧化物
碱性氧化物
碱性氧化物
非碱性氧化物
与酸反应生成仅生成一种盐和水的氧化物
FeO + 2H+ —— Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 6H+ —— 2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+ —— Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O
【活动三】铁的氧化物性质
碱性氧化物定义：
任务3：认识铁的氧化物
FeO + O2 Fe3O4
2、化学性质
FeO
Fe2O3
Fe3O4
元素价态
+ 2
+ 3
+ 2、 + 3
(FeO
．
Fe2O3)
氧化性
FeO + CO —— Fe + CO2
高温
还原性
不稳定性
氧化性
Fe2O3 + 3CO —— 2Fe + 3CO2
高温
氧化性
还原性
Fe3O4 + 4CO —— 3Fe + 4CO2
高温
△
6
2
【活动三】铁的氧化物性质
任务3：认识铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
铁的化合价
俗名
物 理 性 质 颜色状态
溶解性 化 学 性 质 稳定性
与H＋反应
共性 ＋2
＋3
＋2，＋3
铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
难溶于水
不稳定
稳定
稳定
FeO＋2H+＝
Fe2+＋H2O
Fe2O3＋6H+ ＝
2Fe3+＋3H2O
Fe3O4＋8H+＝Fe2+＋2Fe3+＋4H2O
高温下，都能被C、CO、H2、Al 等还原剂还原，最终生成铁
【小结】铁的氧化物性质
任务3：认识铁的氧化物
青砖
红砖
红砖、青砖颜色不同的原因是两者所含的铁的氧化物是不一样的。
【思考】：你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？
Fe2O3
Fe3O4
【学以致用】
铁及其氧化物
1、铁的物理性质
二、单质铁
2、铁的化学性质
一、铁在自然界的分布
1、铁的氧化物物理性质
三、铁的氧化物
2、铁的氧化物化学性质
① 与非金属单质反应
② 与酸反应
③ 与盐溶液反应
④ 与水蒸气反应
3Fe + 4H2O(g) —— Fe3O4 + 4H2
高温
1、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　 ⑥稀硫酸　 　 ⑦CuSO4溶液　
①
④⑤⑥⑦　
②③
课堂检测
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
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是（ ）
课堂检测
B
3、关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是(　　)
A．铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
课堂检测
C
4、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
C
课堂检测
(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 。
课堂检测
5.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
A
3Fe + 4H2O(g) —— Fe3O4 + 4H2
高温
黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成