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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第一课时 铁的性质
铁，在我们的生活中随处可见：
阅读P68第一段黑体字，总结铁在自然界的存在形式。
【学习任务一】铁在自然界的存在形式
游离态
化合态
陨铁
磁铁矿
赤铁矿
黄铁矿
总结：
铁在自然界中可以以游离态(陨铁)存在，但主要以化合态(+2价和+3价)存在于矿石中。
铁元素在地壳中的含量位居第四（氧、硅、铝、铁）。
阅读P68第二段黑体字，感受中华民族在科技发展中的重要贡献。
【学习任务二】铁的化学史——高炉炼铁的基本原理
思考：你还记得高炉内发生的化学反应么？
Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2
高温
原理：焦炭与氧气生成CO，高温下CO还原铁的氧化物。
2C+O2=== 2CO
高温
C+CO2=== 2CO
高温
阅读P69第一段黑体字，归纳铁的物理性质。
【学习任务三】铁的物理性质
颜色 状态 熔沸点 密度 导热性 导电性 延展性
银白色
固体
m.p.:1535℃
7.86g/cm3
良好
良好，但不如Cu和Al
良好
b.p.:2750℃
特性：
能被磁体吸引。
铁粉的晶体几何形状被破坏，铁粉没有吸收完的光被漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。
铁粉
【学习任务四】铁的化学性质
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
具有还原性
【思考与讨论1】写出铁与氯气、盐酸、硫酸铜溶液反应的方程式，思考铁的化合价变化有何异同？为什么有这样的异同？
铁与金属阳离子 Fe＋Cu2+ Fe2+＋Cu
结论：
铁与较弱氧化剂反应，生成+2价铁的化合物；铁与较强氧化剂反应，生成+3价铁的化合物
（一）价态角度
△
铁与氯气 2Fe+3Cl2 2FeCl3
铁与酸反应 Fe＋2H+ Fe2+＋H2↑
铁与氯气反应只生成三价铁，与氯气是否过量无关。
铁与非氧化性酸反应只生成二价铁和氢气，与酸是否过量无关。
【学习任务四】铁的化学性质
思考：试从氧化还原的角度比较一下O2、Cl2、S的氧化性？
（二）物质分类角度
1.与非金属单质（如：O2、Cl2、S等）
【思路】通过比较铁与不同氧化剂反应后产物的价态，产物价态越高，氧化剂氧化性越强。
铁与氯气 2Fe+3Cl2 2FeCl3
△
铁与硫 Fe+S FeS
△
铁与氧气 3Fe+2O2 Fe3O4
点燃
氧化剂氧化性：S < O2 < Cl2
【补充】拥有多种价态的金属单质（如Fe、Cu等）与S反应时总是生成低价态的硫化物，与Cl2反应时总是生成高价态的氯化物。
【学习任务四】铁的化学性质
（二）物质分类角度
2.与盐溶液反应（如：CuSO4等）
3.与非氧化性酸反应（如：盐酸、稀H2SO4等）
铁与金属阳离子 Fe＋Cu2+ Fe2+＋Cu
铁与酸反应 Fe＋2H+ Fe2+＋H2↑
【思考与讨论】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，这是为什么呢？
从理论上看，铁是否具备与水反应的可能性？
若能反应，产物可能是什么？
生活经验告诉我们，常温下铁不与水反应，那么高温下呢？
【学习任务四】铁的化学性质
（二）物质分类角度
【学习任务四】铁的化学性质
（二）物质分类角度
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
高温
4.与水反应
装置原理：
反应原理：
实验现象：
铁粉逐渐红热，烧杯中产生大量的肥皂泡，点燃肥皂泡会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
①湿棉花的作用： 。
②肥皂液的作用：____________________。
③防风罩的作用： 。
受热时提供反应所需水蒸气
产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。
提高温度，加热效果更好
【学习任务四】铁的化学性质
（二）物质分类角度
4.与水反应
注意事项：
①试管口向 倾斜。
②实验前先 。
③先点燃哪一处酒精灯？
如何证明H2生成： 。
④结束时，先_________，再_________。目的是： 。
用燃着的火柴点燃肥皂泡，肥皂泡燃烧，听到爆鸣声
撤导管
移酒精灯
下
预热
防倒吸
【学习任务四】铁的化学性质
（二）物质分类角度
4.与水反应
思考：从水蒸气生成方式和氢气的检验方式角度思考，如何改进实验装置？
《学案》P72
练习1.《学案》P72
练习2.
(1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。
(2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。
(3)D的作用是 。
(4)E中的实验现象是 。
(5)A 、B两个装置中应先点燃 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 。
1.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：
收集H2并检验其纯度
产生水蒸气
防止加热时液体暴沸
吸收未反应的水蒸气，干燥H2
黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成
A
阅读P71第一段黑体字，总结铁的氧化物的性质并填写表格。
【学习任务五】铁的氧化物
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 —
颜色、状态
溶解性
类别
铁的价态
铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
不溶于水
碱性氧化物
碱性氧化物
不是碱性氧化物
＋2
＋3
＋2、＋3
阅读P71第一段黑体字，总结铁的氧化物的性质并填写表格。
【学习任务五】铁的氧化物
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
与H＋反应
稳定性
与CO、C、H2反应
用途
Fe3O4是纯净物，而非混合物；是一种复杂的化合物
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3===
2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===
2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定
稳定
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
练习3.《学案》P74

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