3.1.1铁的单质、氧化物和氢氧化物(教学课件)-溆浦县第一中学高中化学人教版(2019)必修 第一

改进装置
新制 FeSO 4溶液
NaOH 溶液
植物油
改进方案二
改进方案三
改进实验装置,创造无氧环境
操作：
先滴加 稀硫酸，然后 收集氢气并验纯
当氢气纯净后，再滴
稀H2SO4，
铁屑
操作：
先 打开止水夹，在试管 Ⅱ出口处 收集氢，气并验 当 氢气纯净后， 关闭止水夹。产生的氢气 使Ⅰ中压强 增，大将生成
的硫酸亚铁溶液从长导
氧化铁：是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用做红色油漆和涂料，赤铁矿的主要成分 四氧化三铁：是一种具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁

物
铁的氢氧化物 氢氧化亚铁：白色固体Fe2++2OH-——Fe(OH)2↓
氢氧化铁：红棕色粉末或胶体Fe3++3OH-——Fe(OH)3↓
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（氢气和一氧化 碳），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。
实验：在氯化铁溶液和硫酸亚铁溶液中分别滴加氢氧化钠溶液
反应
反应
红褐色沉淀
是什么物质？
红褐色
白色
第三章 铁 金属材料
网
科第1节 铁及其化合物
人教版必修第一册
3.1.1 铁的单质、氧化物和氢氧化物
学
铁在生活中的应用广泛
一、铁元素在自然界中的分布
陨铁
赤铁矿
磁铁矿
陨铁是自然界中铁元素的单质形态，但是铁元素更多地主要以+2 价和+3价化合物的形式存在于矿石中。人类最早使用的铁，是来 自太空的陨铁。
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
二、单质铁 1、铁的物理性质
方铁
圆铁
①银白色金属，能被磁体吸引 ②导电性（不如铜、铝） 、
导热性、延展性 ③熔点：1535℃，沸点：2750℃，
密度7.86 g/cm3
化学性质比较 活泼，它能与 许多物质发生 化学反应。
2、铁的化学性质
思考·讨论
1.观察下列化学反应方程式，铁的化合价变化有何异同？
6FeO + O2 = 2FeΔ3O4
FeO
稳定性
不稳定
铁的 化合价 色、态
俗称
+2
黑色粉末
溶解性
分类 与盐酸反应
用途
碱性氧化物 FeO+2H+ =
Fe2++H2O
冶炼铁的原料
Fe2O3
稳定
+ 红棕3 色粉末
铁红 都不溶于水 碱性氧化物 Fe2O3+6H+ =2Fe3++3H2O
氧化铁：涂料等
Fe3O4（FeO·Fe2O 稳 3定）
2Fe + 3Cl2点—燃—2FeCl3
F0e
化合价升高
+3 FeCl3
Fe + 2HCl——2FeCl2 + H2
0 Fe
化合价升高
+2 FeCl2
Fe + CuSO4——FeSO4 + Cu
0 Fe
化合价升高
+2 FeSO4
2、为什么有的化学方程式中铁的化合价变
成+2，有的变成+3？
Fe3+C强l2、氧H化N剂O3等Fe
Fe(OH)3
Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH- =
Fe(OH )2
灰绿色
Fe2+ + 2OH- =
什么氧化 红褐色 了
Fe(氧OH气)2？
Fe(OH)3↓
Fe(OH)2↓
铁的两种氢氧化物可以分别由相对应的可溶性盐和碱溶液反应制得
向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，最终得到的还是红褐色沉淀
白色絮状Fe(OH)2灰很快绿色 红褐最色终
管排入 Ⅱ.中
加 NaOH溶。 液
NaOH溶
液
课堂小结
①铁具有延展性和导热性。
铁的单质
②铁能导电，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被磁体吸引。
铁
④铁的熔点是：1535℃；沸点是2750℃；密度是7.86g/cm3。
及
其
氧化亚铁：是一种黑色粉末，不稳定，在空气里受热迅速被氧化成四氧化三铁
化 铁的氧化物 合
方案1:
水蒸气与铁 粉反应装置
方案3:
方案2:
产物收 水蒸气的 集装置 发生装置
提示:A处提供反应需要的水蒸气;B处提供反应需要的 “高温”条件;C处检验反应产物。
实验现象:肥皂液产生肥皂泡,把燃着的火柴靠近,有爆 鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中,证明生成了H2。
红热的铁可以与水蒸气反应，反应方程式为： 高温
+2 、+3
黑色晶体 磁性氧化铁
Fe3O4 + 8 H+ = Fe2++2Fe3+ + 4H2O 四氧化三铁：做磁铁
红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料
两者颜色不同的原因是两者所含的铁的氧化物是不一样 的，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？
红砖中含的是氧化铁，青砖中含的是四氧化三铁
为什么不是氧化亚铁？
该反应中氧化剂是 H2O ,
氧化产物是 Fe3O4。
(3)D的作用是 吸收未反应的水蒸气,干燥H2
。
(4)E中的实验现象是 黑色固体变成。红色,玻璃管内壁上有水珠生成
(5)A、B两个装置中应先点燃 A 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 收集H2并检验。其纯度
二、铁的氧化物
典例剖析 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:
(1)A装置的作用是 产生水蒸气 ,
烧瓶底部放碎瓷片的作用是防止加热时。液体暴沸
(方2)程写式出:装3F置e B+中4H发2O生(g反)==高=应=温=,=的= F化e3学O4 + 4H2
钢水注入干燥的模具
生活经验告诉我们，常 温下，铁与水是不发生 反应的。但在高温下， 铁能与水发生反应。
思考与交流： 假设铁能与水反应，反应条件能否是常温？为什 么？ 钠在常温下与冷水剧烈反应；镁在加热条件下与 热水剧烈反应；铝在加热条件下与沸水才能反应； 根据金属活动性顺序可以推断，铁与水反应的条 件应该比铝还高而不是常温。 模拟实验方案： 为了检验铁与水在一定条件下是否能够发生反应， 有人设计了如下三种方案进行了实验并得到了不 错的实验效果。
铁的氢氧化物
氢氧化铁
氢氧化亚铁
化学式
Fe(OH)3
Fe(OH)2
物理性 色、态 质 水溶性
红褐色固体
白色絮状固体
不
溶
化学性 质
与盐酸 热稳定性
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
2Fe(OH)3∆= Fe2O3+3H2O
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2 O易被空气中氧气氧化成氢氧化铁
弱氧化剂
S、H+、Cu2+等Fe2
①与非金属反应
+
2Fe+3Cl2 Δ 2FeCl3
3Fe+2O2 点燃 Fe3O4
②与酸反应
Fe + S Δ Fe＋2H+=
FeS Fe2+＋H2↑
③与盐反应 Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+
3、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。这是为什么呢？ 提示：铁与水会反应吗？
4Fe(OH)2+2H2O+O2＝ 4Fe(OH)3
思考·讨论
如何得到纯净的氢氧化亚铁？
除去试管和溶液中氧气,创造无氧环境
制备氢氧化亚铁的关键：隔绝空气，防止O2将Fe(OH)2氧化
Fe(OH)2被氧化 的原因
反应试剂中 溶有氧气
试剂与空 气接触
改进方法
配制试剂的蒸馏水要煮沸 ①在FeSO4溶液的液面上 加少量苯（或植物油） ②胶头滴管插入液面下加 入NaOH溶液
Fe(OH)3
问题：制得Fe(OH)2后，其颜色发生变化的原因是什么？（用化学方程式表示并变出
价态变化，指出氧化剂、还原剂）
+2
0
+3 -2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
Fe(OH)2显还原性
三、铁的氢氧化物 还原剂 氧化剂
阅读课本 “铁的氢氧化物”部分，完成表格：（发生反应的写化学方程式）
3Fe + 4H2O(g)======= Fe3O4 + 4H2
【思考与交流】 比较钠和铁分别与水的反应，总结金属与水的反应规律
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
高温
3Fe + 4H2O(g)======= Fe3O4 + 4H2 金属性越强，越容易与水反应，反应越剧烈
钠与冷水剧烈反应;铁常温下和加热条件下与液态水不反应,高温水蒸气才能与 铁粉反应。金属与水反应的本质是金属与水电离产生的H+反应生成氢气。