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(共18张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时1 铁的单质和氧化物
课堂学习
铁的存在形式
游离态(0价)
化合态(+2 +3价)
赤铁矿(Fe2O3)
菱铁矿(FeCO3)
黄铁矿(FeS2)
磁铁矿(Fe3O4)
课堂学习
铁的物理性质
颜色 状态 熔点 沸点 质地 密度 导电、导热性 延展性
银白色 固态 1535℃ 2750℃ 软 大 (7.86 g·cm-3) 良好 好
铁能被磁铁吸引。
金属通性
铁的特性
课堂学习
还记得我们可以怎么预测新物质的性质的吗？
铁的化学性质
课堂学习
与非金属单质反应
铁的化学性质
从所给反应方程式来看，Fe的价态均上升，表现出还原性，但反应过后的价态却不固定，这是什么原因呢？
与氧气反应：3Fe + 2O2 = Fe3O4
与氯气反应：2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
与硫反应：Fe + S = FeS
与酸反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
与盐反应：Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
课堂学习
铁的化学性质
与氯气反应：2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
与硫反应：Fe + S = FeS
Fe - 2e- → Fe2+
Fe - 3e- → Fe3+
氧化性
Cl2＞S
Fe2+
Fe3+
Fe
弱氧化剂
强氧化剂
与酸反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
Fe与酸反应变为+2价，说明酸的氧化性较弱，是否所有的酸氧化性都较弱呢？
课堂学习
Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
铁的化学性质
当少量的Fe与稀HNO3反应时会被氧化到+3价，原因是什么？
Fe与稀HNO3反应时表现氧化性的是硝酸中的N元素，而不是H元素，因此硝酸属于强氧化性酸。
与碘单质反应：Fe + I2 = FeI2
与溴单质反应：2Fe + 3Br2 = 2FeBr3
根据反应产物可以判断得出Br2属于强氧化剂，而I2属于弱氧化剂。
课堂学习
关于金属单质我们之前学习过钠，钠非常活泼，甚至可以和水反应，铁也属于活泼金属，那铁能和水反应吗？
铁的化学性质
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
生活经验告诉我们铁和水是不能反应的，但是在钢铁厂的生产中，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，不得留有水，这说明铁和水很有可能在高温下会发生反应。如果发生反应的话，产物会是什么，又怎么样设计实验验证？
课堂学习
为什么要在试管底部放一团棉花？
铁的化学性质
作为水蒸气的产生装置，提供水蒸气，思考棉花还可以用什么代替。
用燃着的木条点燃肥皂泡，能够发现肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，能够说明产生了H2，那怎么样证明固体产物的成分呢？
根据生成固体为黑色可以判断为Fe3O4或FeO，再根据磁性判断产物为Fe3O4。
实验结论：3Fe + 4H2O(g) = Fe3O4 + 4H2
课堂学习
铁是目前使用最广泛的金属，也是一种极其重要的合金材料，且铁的使用最早可以追溯到春秋时期，到战国时期铁的冶炼与使用就已经相对成熟了。
铁的用途
现在我们是如何将铁从矿石中冶炼出来的呢？
初中接触过的高炉炼铁
课堂学习
高炉炼铁：利用还原性气体(CO)将铁从矿石中还原出来。
铁的冶炼
赤铁矿炼铁：Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
CO产生原理：C + O2 = CO2 CO2 + C = 2CO
铝热反应：Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
课堂巩固
正误判断
1. 铁的性质比较活泼，所以只以化合态存在于自然界中。
4. 1mol铁与水蒸气在高温下完全反应，转移了3mol电子。
2. 铁会与硝酸银、氯化锌等盐溶液发生置换反应生成Fe2+。
3. 分离铁粉和铜粉时，只能选择加入酸溶液等化学方法。
×
×
×
×
课堂学习
铁有几种氧化物，各自有什么样的性质和用途？
铁的氧化物
Fe2O3
Fe3O4
FeO
铁锈，中药名，又名铁衣，为铁置于空气中氧化后生成的红褐色锈衣。全国各地均产，具有清热解毒，镇心平肝之功效，主治疔疮肿毒，漆疮，口疮，重舌，疥癣，烫伤，毒虫螫伤，脚气，癫痫。
课堂学习
铁的氧化物
物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 - 铁红 磁性氧化铁
色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 不溶于水，也不与水反应 铁的价态 +2 +3 +2、+3
与酸反应 FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 3H2O
物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 -
稳定性 受热易被氧化为Fe3O4 稳定 稳定
与C、CO反应 生成铁单质和CO2 与H2反应 生成铁单质和H2O 用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(Fe2O3)是炼铁的主要原料 课堂学习
铁的氧化物
铁红
Fe2O3红色或深红色粉末，球形颗粒。
铁棕
Fe2O3和FeO的混合物，棕色粉末。
铁黄
Fe2O3·xH2O，黄色粉末针状颗粒。
铁黑
Fe3O4，磁性氧化铁，蓝墨光黑色粉末。
铁绿
氧化铁黄和酞青蓝
铁系颜料
课堂巩固
下列关于铁及其化合物的叙述中，错误的是 ( )
A．铁是地壳中含量最多的金属元素
B．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料
D．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，铁的化合价有+2价和+3价
下列化合物中，不能通过单质之间化合直接制取的是 ( )
A．CuCl2 B．Fe3O4 C．Na2O2 D．FeCl2
A
D
课堂小结
谢谢观看
THANKS

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