铁的单质、氧化物和氢氧化物++课件高一上学期化学人教版(2019)必修第一册+

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？
提供反应所 需的水蒸气
肥皂泡燃烧， 听到爆鸣声
在高温下，铁能与水发生反应。 3Fe＋4H2O(g)=高==温= Fe3O4＋4H2
归纳总结
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。
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。 红砖中含的是Fe2O3;青砖中含的是Fe3O4
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。
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 用途
生成单质铁及CO2或H2O 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
△ 2Fe(OH)3===== Fe2O3＋3H2O
练习1
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( √ )
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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； 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。
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
颜色、状态
Fe(OH)2 白色固体
Fe(OH)3 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 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋
的离子方程式 稳定性
＋2H2O △
Fe(OH)2 =====FeO＋ H2O(隔绝空气)
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋ 3H2O
与CuSO4溶液 反应
有红色物质生成，溶液逐渐 变为浅绿色
Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋Cu
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？
弱氧化剂： 强氧化剂：
H＋、Cu2＋、S、I2、······ Cl2、Br2、HNO3、······
Fe − 2e−＝Fe2＋ Fe − 3e−＝Fe3＋
自我测试
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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
自我测试
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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。
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
与氧气反应 与氯气反应
反应现象
剧烈燃烧，火星四射，生成 黑色固体
剧烈燃烧，产生棕褐色烟
方程式
3Fe＋2O2点==燃= Fe3O4 2Fe＋3Cl2点==燃= 2FeCl3
与稀盐酸反应
产生气泡，放出热量，生成浅绿 色的溶液
Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑
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
游离态
目标一 铁的单质
化合态
0
陨铁（Fe）
黄铁矿（F+2eS2） 赤铁矿（F+3e2O3）
+2、+3
磁铁矿（Fe3O4）
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 用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
自我测试
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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
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)
高温 =====
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
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
实验室中的铁元素
情景引入
FeSO4·7H2O （绿矾）
FeCl3·6H2O
铁粉
FeSO4溶液 FeCl3溶液
生活中的铁元素
涂料 Fe2O3
铁锅
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）
高温
古代
Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2
炼铁
目标一 铁的单质
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。
思考
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。
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。
练习1
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
自我测试
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(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理 由是_试__管__Ⅰ__中__反__应__生__成__的__H__2充__满__了__试__管__Ⅰ__和__试__管__Ⅱ__，__且__ _外__界__空__气__不__容__易__进__入___。 (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_4_F_e_(_O_H__)2_＋__2_H_2_O_ _＋__O_2_=_=_=_4_F_e_(O__H_)_3__。
练习2
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
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。
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。
操作
Fe(OH)2
Fe(OH)3
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
目标二 铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物
俗称 颜色、状态
溶解性 类别
氧化亚铁(FeO) —
黑色粉末
碱性氧化物
氧化铁(Fe2O3) 铁红
红棕色粉末 不溶于水
碱性氧化物
四氧化三铁(Fe3O4) 磁性氧化铁
黑色晶体(有磁性)
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
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
实验结论
Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
思考
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__加__热__煮__沸__， 目的是_赶__走__溶__解__的__氧__气___。 (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_隔__绝__空__气__，__防__止__生__成__的__氢__氧__化__亚__铁__被___ _氧__化___。 (3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__防__止__滴__加__ _N_a_O__H_溶__液__时__带__入__空__气____。
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mol e－( √ )
练习2
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
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？
自我测试
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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_稀__硫__酸__、__铁__屑__。 (2)在试管Ⅱ中加入的试剂是__N_a_O_H__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_。