人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料3.1.1铁的单质、氧化物、氢氧化物教学课件
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料3.1.1铁的单质、氧化物、氢氧化物教学课件 |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 6.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-08-11 19:43:53 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
铁的单质、氧化物、氢氧化物
第1课时
第一节 铁及其化合物
第三章 铁 金属材料
情景引入
FeSO4·7H2O
（绿矾）
FeCl3·6H2O
铁粉
FeSO4溶液
FeCl3溶液
实验室中的铁元素
生活中的铁元素
铁锅
涂料 Fe2O3
补铁保健品
硫酸亚铁
乳酸亚铁等
人体中的铁元素
铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克）
缺铁会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降
1.铁的存在和冶炼
(1)存在
目标一 铁的单质
陨铁（Fe）
黄铁矿（FeS2）
赤铁矿（Fe2O3）
磁铁矿（Fe3O4）
游离态
0
+2
+3
+2、+3
铁元素在地壳中的含量排在第四位，仅次于氧、硅、铝，是含量第二多的金属元素。
(2)冶炼
Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2
高温
用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
古代炼铁
化合态
2.铁的物理性质
铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引，其熔、沸点较高。
目标一 铁的单质
为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？
提示 金属小颗粒能反射光线。而小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。
思考
3.铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应
反应现象 方程式
与氧气反应
与氯气反应
与稀盐酸反应
与CuSO4溶液反应
剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
剧烈燃烧，产生棕褐色烟
产生气泡，放出热量，生成浅绿色的溶液
有红色物质生成，溶液逐渐变为浅绿色
Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋Cu
Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑
3Fe＋2O2=== Fe3O4
点燃
2Fe＋3Cl2=== 2FeCl3
点燃
观察这些反应，铁的化合价变化有何异同？为什么会有这样的异同？
Fe 2e ＝Fe2＋
Fe 3e ＝Fe3＋
强氧化剂：
弱氧化剂：
Cl2、Br2、HNO3、······
H＋、Cu2＋、S、I2、······
Fe具有较强的还原性
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？
在高温下，铁能与水发生反应。
3Fe＋4H2O(g)==== Fe3O4＋4H2
高温
提供反应所需的水蒸气
肥皂泡燃烧，听到爆鸣声
金属与水反应的规律
1.K、Ca、Na等可以和冷水作用，生成可溶性碱和氢气。
2.Mg、Al很难与冷水反应，但是可与沸水迅速反应，生成难溶性碱和氢气。
3.Zn、Fe、Sn、Pb要和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和氢气。
4.Cu、Hg、Ag、Pt、Au则不与水作用。
归纳总结
小结：
金属活动性顺序表中,金属越活泼，越容易与水反应,反应越剧烈。
判断正误
(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法( )
(4)1 mol Fe与水蒸气高温下反应转移 mol e－( )
×
练习1
×
×
√
某些化合物可由两种单质加热直接反应生成。下列化合物不符合上述条件的是
A.FeS B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe3O4
练习2
√
Fe和Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2。
情景引入
红砖和青砖都是日常生活中常见的建筑材料。
两者颜色不同是其中所含的铁的氧化物不同，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？
红砖中含的是Fe2O3;青砖中含的是Fe3O4
将用黏土制成的砖坯置于窑内，先用大火将砖坯从外向内烧透，停火，使砖和窑体慢慢冷却下来，在这个过程中，由于空气充足，砖坯中的铁元素被氧化成Fe2O3（棕红色）使砖呈现红色。
思考：
为什么不是氧化亚铁呢？
氧化亚铁不稳定
烧制砖瓦时，向窑内添加大量的煤炭后封窑1天，从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应产生大量的还原气体（H2和CO）他们把Fe2O3又逐渐还原成为Fe3O4而制得青砖。
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 不溶于水
类别 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===
2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性 6FeO＋O2 2Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
1.铁的氧化物
目标二 铁的氧化物和氢氧化物
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的可溶性盐与可溶性碱反应而制得。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀 生成红褐色沉淀
离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过__________，
目的是________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，
密度比水小)的作用是__________________________________
______。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__________
______________________。
思考
加热煮沸
赶走溶解的氧气
隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被
氧化
防止滴加
NaOH溶液时带入空气
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 白色固体 红褐色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性 Fe(OH)2 FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气( )
√
练习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
练习2
√
Fe(OH)2中的Fe2＋具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，A项错误；
FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，B项正确；
Fe(OH)2只能通过复分解反应得到，Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，C项正确；
Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，Fe元素的化合价为＋2和＋3，D项正确。
1.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
√
1
2
3
自我测试
我国目前发现最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑，A项错误；
陨铁中的Fe以单质形态存在，B项错误；
Fe只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来，C项错误；
高炉炼铁是用CO等还原剂把Fe从铁矿石中还原出来，D项正确。
1
2
3
自我测试
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
√
自我测试
1
2
3
装置A将液态H2O转化为水蒸气，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；
铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；
自我测试
1
2
3
因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；
不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。
3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是___________。
稀硫酸、铁屑
自我测试
1
2
3
NaOH溶液
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________
______________。
打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________
____________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________
_________________。
自我测试
1
2
3
试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
4Fe(OH)2＋2H2O
铁的单质、氧化物、氢氧化物
第1课时
第一节 铁及其化合物
第三章 铁 金属材料
情景引入
FeSO4·7H2O
（绿矾）
FeCl3·6H2O
铁粉
FeSO4溶液
FeCl3溶液
实验室中的铁元素
生活中的铁元素
铁锅
涂料 Fe2O3
补铁保健品
硫酸亚铁
乳酸亚铁等
人体中的铁元素
铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克）
缺铁会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降
1.铁的存在和冶炼
(1)存在
目标一 铁的单质
陨铁（Fe）
黄铁矿（FeS2）
赤铁矿（Fe2O3）
磁铁矿（Fe3O4）
游离态
0
+2
+3
+2、+3
铁元素在地壳中的含量排在第四位，仅次于氧、硅、铝，是含量第二多的金属元素。
(2)冶炼
Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2
高温
用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
古代炼铁
化合态
2.铁的物理性质
铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引，其熔、沸点较高。
目标一 铁的单质
为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？
提示 金属小颗粒能反射光线。而小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。
思考
3.铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应
反应现象 方程式
与氧气反应
与氯气反应
与稀盐酸反应
与CuSO4溶液反应
剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
剧烈燃烧，产生棕褐色烟
产生气泡，放出热量，生成浅绿色的溶液
有红色物质生成，溶液逐渐变为浅绿色
Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋Cu
Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑
3Fe＋2O2=== Fe3O4
点燃
2Fe＋3Cl2=== 2FeCl3
点燃
观察这些反应，铁的化合价变化有何异同？为什么会有这样的异同？
Fe 2e ＝Fe2＋
Fe 3e ＝Fe3＋
强氧化剂：
弱氧化剂：
Cl2、Br2、HNO3、······
H＋、Cu2＋、S、I2、······
Fe具有较强的还原性
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？
在高温下，铁能与水发生反应。
3Fe＋4H2O(g)==== Fe3O4＋4H2
高温
提供反应所需的水蒸气
肥皂泡燃烧，听到爆鸣声
金属与水反应的规律
1.K、Ca、Na等可以和冷水作用，生成可溶性碱和氢气。
2.Mg、Al很难与冷水反应，但是可与沸水迅速反应，生成难溶性碱和氢气。
3.Zn、Fe、Sn、Pb要和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和氢气。
4.Cu、Hg、Ag、Pt、Au则不与水作用。
归纳总结
小结：
金属活动性顺序表中,金属越活泼，越容易与水反应,反应越剧烈。
判断正误
(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法( )
(4)1 mol Fe与水蒸气高温下反应转移 mol e－( )
×
练习1
×
×
√
某些化合物可由两种单质加热直接反应生成。下列化合物不符合上述条件的是
A.FeS B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe3O4
练习2
√
Fe和Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2。
情景引入
红砖和青砖都是日常生活中常见的建筑材料。
两者颜色不同是其中所含的铁的氧化物不同，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？
红砖中含的是Fe2O3;青砖中含的是Fe3O4
将用黏土制成的砖坯置于窑内，先用大火将砖坯从外向内烧透，停火，使砖和窑体慢慢冷却下来，在这个过程中，由于空气充足，砖坯中的铁元素被氧化成Fe2O3（棕红色）使砖呈现红色。
思考：
为什么不是氧化亚铁呢？
氧化亚铁不稳定
烧制砖瓦时，向窑内添加大量的煤炭后封窑1天，从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应产生大量的还原气体（H2和CO）他们把Fe2O3又逐渐还原成为Fe3O4而制得青砖。
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 不溶于水
类别 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===
2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性 6FeO＋O2 2Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
1.铁的氧化物
目标二 铁的氧化物和氢氧化物
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的可溶性盐与可溶性碱反应而制得。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀 生成红褐色沉淀
离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过__________，
目的是________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，
密度比水小)的作用是__________________________________
______。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__________
______________________。
思考
加热煮沸
赶走溶解的氧气
隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被
氧化
防止滴加
NaOH溶液时带入空气
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 白色固体 红褐色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性 Fe(OH)2 FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气( )
√
练习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
练习2
√
Fe(OH)2中的Fe2＋具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，A项错误；
FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，B项正确；
Fe(OH)2只能通过复分解反应得到，Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，C项正确；
Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，Fe元素的化合价为＋2和＋3，D项正确。
1.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
√
1
2
3
自我测试
我国目前发现最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑，A项错误；
陨铁中的Fe以单质形态存在，B项错误；
Fe只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来，C项错误；
高炉炼铁是用CO等还原剂把Fe从铁矿石中还原出来，D项正确。
1
2
3
自我测试
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
√
自我测试
1
2
3
装置A将液态H2O转化为水蒸气，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；
铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；
自我测试
1
2
3
因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；
不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。
3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是___________。
稀硫酸、铁屑
自我测试
1
2
3
NaOH溶液
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________
______________。
打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________
____________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________
_________________。
自我测试
1
2
3
试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
4Fe(OH)2＋2H2O