(共34张PPT)
铁的用途
铁的存在
铁在自然界中主要以化合态存在
人体中的铁元素
地壳中铁元素含量占第四位(氧.硅.铝.铁)
铁的物理性质
纯净的铁具有银白色的金属光泽,质软
铁有良好的延展性和导热.导电性
铁具有铁磁性
通常用的铁一般都含有碳和其它元素，因而使它的硬度显著升高，抗蚀力也减弱。
铁的化学性质
铁位于周期表中第26位,其原子核外最外层电子数为2,易失电子
当铁与弱氧化剂作用，只失最外层电子而显+2，当与强氧化剂作用时，还会再失去次外层上的一个电子而显+3。
Fe +S==FeS(黑) 2Fe +3Cl2==2FeCl3
铁是一种化学性质比较活泼的金属
1.铁跟氧气反应
(1)在纯氧气中：
条件:点燃
化学方程式：
(2)在空气中：
a.干燥空气中
b.浸没在水中
c.潮湿空气中
不易生锈
不易生锈
易生锈
3Fe+2O2====Fe3O4
点燃
现象:火星四射.生成黑色固体.放出大量热
2.铁跟酸反应
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑(置换反应)
(无色)(浅绿色)
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑(置换反应)
(无色)(浅绿色)
现象:铁钉表面有气泡冒出,同时溶液由无色变成浅绿色
1.金属与酸反应溶液质量增加,
m=Fe反-H2生
2.铁制容器不能放酸,铁在酸性环境中腐蚀最快
Fe + CuSO4=== FeSO4 + Cu (置换反应)
3.铁与盐溶液反应
银白色 （蓝色） （浅绿色）（红色）
现象:铁表面覆盖上红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色
——西汉湿法炼铜的反应原理
1.反应后溶液质量减少,金属质量增加,
m=Cu生-Fe反
2.配制波尔多液不能用铁制容器
例题:一根质量为10g的铁钉,投入一定浓度的CuSO4溶液中,过一段时间后取出铁钉,洗净干燥后称其质量为12g.请计算生成的Cu的质量为多少？
练习一：以CuO.Fe.H2SO4为原料用两种方法制取铜,并比较优缺点。
1火法炼铜(商代)：Fe+H2SO4==FeSO4+H2 H2 +CuO == Cu +H2O
2湿法炼铜(西汉)：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O CuSO4+Fe==FeSO4+Cu
(2)比(1)好：安全.不需加热.操作简单.节约Fe.H2SO4原料,但(2)制得的铜不纯，含少量铁
练习二：除铜粉中铁粉不能采取的方法是( )
A、磁铁 B、加过量HCl过滤 C、加过量AgNO3过滤 D、加过量CuSO4过滤
C
4.铁与水反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2
3Fe+4H2O====Fe3O4+4H2
高温
1、此反应是铁的淬火处理
2、问适用于实验室制H2吗？
合金:由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
注意:1.合金一定有金属特征
铁 合 金
3.合金=金属+金属(或非金属）
2.合金不是单质,化合物,是一种均一的特殊的混合物
生铁 钢
组成元素
碳元素含量
分类
用途
机械
性能
冶
炼 原料
反
应
原
理
设备
Fe 及 C ， Si ， Mn ， S，P
Fe 及 C ， Si ， Mn
2%~4.3%
0.03%~2%
白口铁：用于炼钢
灰口铁：制造化工机械、铸件
球墨铸铁：机械强度高,可代替钢
碳素钢(低碳钢、中碳钢、高碳钢) 合金钢(锰钢、不锈钢、硅钢、钨钢)
硬而脆、无韧性、可铸不可锻
坚硬、韧性大、塑性好、可铸、可锻、可压延
铁矿石、焦炭、空气、石灰石
生铁.氧气或者铁的氧化物
在高温条件下,用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来
在高温下,用氧气或铁的氧化物把生铁中所含过量的碳和其他杂质转变为气体或炉渣而除去 C+O2==CO2
高炉
转炉、电炉、平炉
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2
1.下列物质中不属于合金的是（ ）
A.三氧化二铁 B.合金钢 C.高炉炼出的生铁
D.不锈钢 E.白铁 F.铁矿石 G.生铁 H.高碳钢
I.熟铁 J.低碳钢 K.铁粉和铜粉混合
2.以上铁合金中含碳量最高的是 .含碳量最低的是 ．
3.生铁和稀硫酸溶液充分反应后,总会有残渣产生,残渣的成分是（ ）
A.铁 B.氯化铁 C.氯化亚铁 D.碳和一些杂质
4.如何检验生铁和钢？
敲打看韧性 敲击听声音 观其断口 看用作什么
5.有铁样品10克,在氧气中充分燃烧后生成二氧化碳0.22克,通过计算确定该样品是生铁还是钢
铁矿石
焦炭
炉渣出口(CaSiO3)
生铁出口
石灰石
炼铁高炉
提供铁元素
作燃料和生成还原剂
作熔剂
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高温
CaCO3==CaO+CO2↑
CaO+SiO2==CaSiO3
高温
高温
C+O2==CO2
CO2+C==2CO
点燃
炼铁为什么不选择硫铁矿石(FeS2)
答:含有害元素硫.含铁量低
CO
澄清石灰水
气囊
Fe2O3
CO
变浑浊
磁铁
澄清石灰水
练 习
用CO和ZnO制取Zn
(1)实验步骤: .
①加热②通CO③熄灭酒精灯④停止通CO
(2)尾气要处理的原因: .
(3)尾气还可以怎样处理：
(4)如果将CO改为H2还要进行尾气处理吗
② ① ③ ④
CO有剧毒
气球收集、燃烧、循环再利用
不用，因为H2无毒
铁矿石(FexOy和杂质)
生铁(Fe.C.S.P)
碳素钢(Fe.C)
合金钢(Fe.C.合金元素)
被CO还原
被O2等氧化
融入合金元素
1.含碳量越高,越硬越脆;含碳量越低,韧性越好,越柔软
2.一般来说:钢的机械性能比生铁好,生铁中又以球墨铸铁机械性能最好
3.合金钢是在碳素钢的基础上加入有益的合金元素形成的,含碳元素
要炼出含2%杂质的生铁1600吨,需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多吨？
解：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x吨
生铁1600吨含纯为1600吨×（1－2%）= 1568吨
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 112
x×80% 1568吨
解得： x = 2800吨
答：需这种赤铁矿石2800吨。
高温
(若反应中铁损失5%呢 如何计算.)
(95%)
生锈量
无水氯化钙
煮沸的蒸馏水
油层
蒸馏水
海水
没有生锈
产生锈蚀
水和空气同时存在
(即潮湿的空气环境)
生锈的必要条件
铁钉换作纯铁或不锈钢,再进行实验,结果又将如何呢 说明了什么
不会生锈,说明生锈与金属的内部结构有关
铁锈蚀的原因
１．周围环境介质（如：H2O.O2.CO2）
２．金属内部结构(如:纯铁不易生锈)
防锈 方法
保护膜法
改变内部结构法(加Cr.Ni制不锈钢)
非金属覆盖层(如搪瓷等)
金属镀层(如镀锌等)
自身氧化膜保护层(Fe3O4)
最常用
最理想
问1.铁内融入Cr.Ni与表面镀上Cr.Ni制成的都是铁合金吗 防锈原理一样吗
问2.被水淋湿的自行车能用带油抹布擦吗
问3.自行车生产厂家对车身各部位进行哪些防锈处理
问4.工业上称”发黑”.”烤蓝”为什么能防锈 铁生锈形成的Fe2O3膜能阻止内部继续生锈吗
原理是高温或氧化剂处理,使表面形成致密氧化膜(Fe3O4)
不会,因为铁锈比较疏松,且有吸水性,反过来会加速生锈
问5.铁生锈有其利用价值吗？
①医疗上的“理疗特效热”－－－如：热敷袋
②食品包装中用作双吸剂
影响铁生锈速率的因素
酸性污染物的存在 (酸雨)
加快生锈速度
电解质溶液 (如.氯化钠浓度)
高溫 (加快化学反应速度)
……
经刮擦或凹凸扭曲表面(增加接触面)
1.下列关于铁的叙述,正确的是（ ） A.纯净的铁非常坚硬,所以常用做机床底座 B.铁是地壳中含量最多的元素 C.长期盛水的铁桶最易生锈的是铁桶的底部 D.为了避免自行车生锈,某工厂设想在其表面镀一层锌 2.在厕所间里,同学们经常见到冲水的把手附近有一层浅绿色的物质,该物质是 _____,其化学式是_______,它是铜和空气中的______ ____发生的化学反应,写出化学方程式___________,该现象说明了______________.
3.据中央电视台报道,继“食盐加碘”后,我国又将启动“酱油加铁”工程,“酱油加铁”的意义是（ ）
①补充人体需要的铁元素 ②预防缺铁性贫血 ③改善酱油的味道 ④增加黑色素 ⑤减少厨房污染物 ⑥提高人们健康水平
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.①②⑥
4.某不纯铁块5.6g,与足量盐酸反应放出H20.18g,则铁块中含有的杂质可能是( )
A.Mg B.Al C.Zn D.Cu
5.在烧制砖瓦时，用粘土做成的坯经过焙烧后，铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦；若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的 气体，它们把该红色物质还原成黑色的化合物是 ，同时还原未烧的碳得青色砖瓦。
6.关于铁的下列说法正确的是( )
A.铁能和高温水蒸气.硝酸锌溶液.盐酸发生置换反应
B.在铁制品表面涂油漆或电镀上一层其他金属，这两种防锈措施的原理是相同的
C.炼铁的过程是铁矿石(主要成分为Fe3O4或Fe2O3等)被氧化的过程
D.铁是地壳中含量最多的金属
8.关于铁的说法，正确的是（ ）
A.纯净的铁是黑色的固体
B.同一种铁器在海南岛和吐鲁番盆地生锈时间快慢是一样的 C.不能用铁壶长期存放食醋
D.人类的历史上铁器的使用早于铜器
7.实验室的废酸液不能直接倒入下水道,是因为 ;工人师傅在切割钢板时,常用硫酸铜溶液画线是因为 .
9.等质量的两种金属A.B与足量稀硫酸反应时都产生了
+2价的硫酸盐,其中产生H2与反应时间的关系如下图：
(1)A、B两金属的活动性强弱是 .
(2)A、B相对原子质量的大小是 .
(3)在Mg和Fe、Fe和Zn、Zn和Cu
中A、B可能是 .
H2
时间
B
A
10.在下列情况下,埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是( )
A.在潮湿.疏松.透气土壤中 B.在呈酸性潮湿土壤中
C.在干燥.致密.不透气土壤中
D.在含沙粒较多.潮湿的土壤中
11.在我国的北方,寒冷的冬季常要供暖,集中供热和锅炉供热在房间里的散热装置均是铁制品。
(1)用铁做散热装置的主要依据是 。
(2)停止供暖后,整个供热系统内都要充满水,这样做的目的是 。
(3)散热装置表面常涂上一层“银粉”,除美观外,其主要作用是 。
铁是热的良导体
让空气无法进入,使铁制品不易生锈
防止铁的生锈
12.Fe和Al遇浓硫酸形成致密的氧化物保护膜,阻止反应的发生。工厂里清洗盛放浓硫酸的铁制容器时,要避免火种接近,否则有爆炸危险,请问这是什么原因
13.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4.某学生想探究铁生锈的条件,他将干净的铁钉分别同时放入A.B.C三支试管中进行研究(1)请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：
编号 操作方法 实验目的
A 探究铁在干燥空气中的生锈情况
B 放入铁钉,注入蒸馏水浸没铁钉,并用植物油液封
C 探究铁在有空气和水封时的生锈情况
(2)一周后，编号为________的试管中的铁钉最易生锈。
(3)用相同材料制作,经过相同时间防锈处理的铁栏杆,安
装在南方比安装在北方更易生锈,其原因是_______ .
(4)在焊接铁管时,为了使接口更加牢固,常用稀盐酸清洗
接口处的铁锈,该反应的化学方程式为_____ .
14.探究:已知铁在潮湿的空气里易生锈:为进一步探究铁生锈是否与铁的纯度有关以及在家庭厨房中,铁制品经常与食盐接触对其锈蚀程度是否有影响,某同学设计了如图实验:实验(1)把一条生铁片截为两小片,一片浸在蒸馏水中,一片浸在食盐水中;实验(2)把一条钢片截为两小片,一片浸在蒸馏水中,一片浸在食盐水中.
几天后，观察发现锈蚀程度的结果如下：
b处>a处, b’处>a’处 a处>a’处 b处>b’处
(1)仅就本实验你能得出哪些新的结论？(写出两条)
(2)根据上述其中的一个结论，你认为厨房中经常与食盐接触的非不锈钢刀具使用后应做如何的处理？
A
B
C
蒸馏水
植物油
干燥的空气
试回答下列问题:⑴该同学所得出的结论正确吗？ ，理由是 ；
⑵你认为影响铜生锈的因素还可能有 ，为了验证你的判断，你应选择上图中的 装置（选填甲或乙）进行试验，其中各个装置中盛放的试剂分别是① ② ；
⑶通过上述实验，你认为影响铜生锈的主要因素是 ；
⑷铜生锈产生铜绿的化学方程式为 ；⑸铜和铁相比， 更易生锈，由此可得出的结论是 。
①
②
③
乙
空气
①
②
③
甲
空气
15.小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3。为了研究铜在空气中生锈的条件，他利用下图所示的装置进行试验。经过近一个月的观察，该同学发现B装置中的铜丝生锈了，而A、C装置中的铜丝无明显变化。由此，该同学得出的结论是“铜生锈的主要原因是铜与空气中的水和氧气相互作用的结果。”
请你设计
研究课题：不锈钢、生铁、熟铁哪种材料更容易生锈？
现象：锈蚀程度：生铁 熟铁 不锈钢
比较生铁、熟铁的锈蚀程度，你能得出怎样的结论？
铁合金含碳量越高越容易生锈(不锈钢除外)
你能否再设计一个实验证明你的结论？
请你设计
我国西部某地区已探明蕴藏有丰富的铁矿、煤、石灰石、粘土矿和地下水资源。在西部大开发中，计划在该地区建设大型铁矿，根据资源综合利用和尽可能减少运输量的要求，随着铁矿的开发，需要在该地区相应建立：（1）焦化厂（2）钢铁厂（3）发电厂（4）水泥厂等企业，形成有规模的工业体系。请根据矿藏资源与工业企业的联系，将企业代号填入下图表格：
煤 矿
石灰石矿
铁矿
粘土矿
发电厂
焦化厂
钢铁厂
水泥厂
