资源简介 (共30张PPT)第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第1课时 铁的单质人类在四千五百年前就开始使用铁器。铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。铁及其化合物具有怎样的性质?应如何进行研究呢?通过研究铁及其化合物的性质和用途,可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系,深化对物质及其变化多样性的认识。金属材料对于生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。对不同类型合金的性能和用途的认识,可以进一步强化性能决定用途的观念。陨铁制品陨铁石孙悟空,有陨硫铁斑点,可见维斯台登结构,可以看到120度与60度的威德曼交角。人类最早使用的铁,是来自太空的陨铁铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在,但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位。赤铁矿铁的存在与性质一1、铁的存在Fe2O3 + CO 2Fe + CO22、铁的冶炼铁的单质(性质)二1.铁的物理性质银白色金属单质铁粉(黑色)铁块(银灰色)熔点:1535℃沸点:2750℃密度:7.86g/cm3良好的延展性、导热性好、能够导电(不如铜和铝)2.铁的化学性质铁 钠非金属单质非氧化性酸盐溶液水2Na + Cl2 2NaCl4Na + O2 = 2Na2O2Na + O2 Na2O22Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑2Na + CuSO4 +2H2O =Na2SO4 + Cu(OH)2 + H2↑Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑常温下,铁与水不反应2Fe + 3Cl2 2FeCl33Fe + 2O2 Fe3O4Fe+S FeS思考交流1.铁有+2和+3变价,是什么决定生成物中铁元素的化合价?上面的反应中氧化性较强的是什么物质?2.铁的反应现象为什么远没有钠的反应剧烈?氧化剂的氧化性氯气铁比钠的活动性弱改变条件,铁与水能反应吗?①棉花的作用: 。②酒精灯的火焰可用防风罩套住,____________________。③肥皂液的作用: 。④结束时,先_________,再_________。爆鸣H2提供水蒸气为了产生气泡,便于通过点燃验证产物中的气体思考交流提高温度,加热效果更好撤导管移酒精灯现象:加热时铁粉红热,蒸发皿中产生大量的肥皂泡,放出的气体能点燃且发出爆鸣声,反应后试管内固体仍为黑色。A例题铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种(约4~5克),缺铁性贫血已成为仅次于结核病的全球患病率最高、耗资最大的公共卫生问题。那铁元素在人体中又是以什么形式存在呢?食补药补都是亚铁!思考交流砖的颜色为什么有青有红?氧化铁可作外墙涂料黏土中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红色的Fe2O3。氧化亚铁是一种黑色粉末,不稳定,受热会转化为四氧化三铁。你能写出方程式吗?6FeO + O2 2Fe3O4铁的重要化合物二1.铁的氧化物铁的氧化物都不溶于水,也不与水发生反应。都能与酸(非氧化性酸)发生反应:FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe2O3+6H+ =2Fe3+ +3H2OFe3O4+ H+ -Fe3O4+8H+ = Fe2++2Fe3++4H2O1、司南是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的发明,《论衡》中记载有“司南之杓(sháo),投之于地,其柢(chí)指南”。下列说法正确的是( )A.“杓”的主要成分是四氧化三铁B. 纯净的铁在常温下与水反应可得到磁性氧化铁C. 磁性氧化铁为Fe2O3和FeO的混合物D. Fe、Fe2O3、Fe3O4均具有磁性A例题2.铁的氢氧化物铁有两种氢氧化物,它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。2.铁的氢氧化物铁有两种氢氧化物,它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。Fe3++ 3OH- = Fe(OH)3↓红褐色沉淀Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2OFe(OH)3和Fe(OH)2都是不溶性碱,它们都能与酸发生反应。(但随着酸的氧化性强弱不同,产物不同,以后学习)科学方法类比是一种很好的科学方法,但也要谨慎使用Ca(OH)2 CaO + H2OFe(OH)2 FeO + H2O 这里忽略了Fe(OH)2易被空气中氧气氧化为Fe(OH)3,继续灼烧,只能得到Fe2O3 。坩埚里灼烧不溶性碱(或弱碱)【分析】 Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化,因此实验室中得到Fe(OH)2的关键是防止氧气的干扰。其中包括溶液中的氧气的干扰与空气中的氧气的干扰。【措施】1.在新制的FeSO4溶液中加入少量铁粉;2. 将NaOH溶液煮沸,减少溶解在溶液中的氧气含量;3. 将胶头滴管伸入到液面以下,减少带入空气中的氧气。方法:①将吸有的NaOH溶液(煮沸过)的长胶头滴管伸人到新制的FeSO4溶液的液面以下,挤出NaOH溶液。3.铁盐和亚铁盐Fe3+溶液一般呈现棕黄色Fe2+溶液一般呈现浅绿色3.铁盐和亚铁盐滴入KSCN溶液FeCl3溶液FeCl2溶液溶液呈红色 :Fe3++ 3SCN- Fe(SCN)3(红色)无明显变化:Fe2++2SCN-=Fe(SCN)2 (无色)FeCl3溶液 FeCl2溶液结论:可利用此KSCN(硫氰化钾)来确定Fe3+ 的存在和鉴别Fe3+、 Fe2+。铁盐和亚铁盐[实验3--3]向盛有 2 mL FeCl 3 溶液的试管中加入少量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴 KSCN 溶液,观察实验现象。把上层清液转移至另一支试管,滴入几滴氯水,又发生了什么变化?FeCl 3 (aq) 浅绿色溶液 ( )无变化上层清液 血红色溶液如果改变试剂的添加顺序,先向 FeCl 3 溶液中滴加 KSCN 溶液,再加入铁粉,会有什么现象?FeCl 3 (aq) ( )血红色溶液 褪色2Fe3++ Fe = 3Fe2+2Fe2++ Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-Fe3+ Fe2+还原剂氧化剂实验:FeCl3溶液中先加铁粉,再滴加KSCN溶液,最后滴加氯水P69【思考与讨论】( 1 )Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中,哪种物质可做氧化剂,哪种可做还原剂,哪种既可做氧化剂又可做还原剂 举例写出相应反应的化学方程式,并加以说明。(2)请你用图示的方法归纳Fe、Fe2+和Fe3+三者之间的相互转化关系,并与同学讨论。(Fe可做还原剂;Fe2(SO4)3做氧化剂;FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。)铁三角的应用【背景】电子工业中常用覆铜板(以绝缘板为基材,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板,印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。用覆铜板制作印刷电路板的原理是,利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖,以保护不被腐蚀;然后,把覆铜板放到FeCl3溶液中。根据工业上制作印刷电路板的原理,我们可以利用覆铜板制作所需要的图案(如图3-12)。【探究】利用覆铜板制作图案(了解FeCl3制作印刷电路板)【实验】取一小块覆铜板,用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案,然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后,取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象,并展示制作的图案。【思考与讨论】(1)在上述实验中,发生了什么化学反应,生成的主要产物是什么 请运用氧化还原反应的规律进行分析,并尝试写出反应的化学方程式。(2)为使使用后的“腐蚀液”能得到充分利用,如何处理使用后的“腐蚀液” 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+先加人适量的铁粉与废液中Cu2+反应,回收铜;再向废液中加人氯水等氧化剂,实现FeCl3溶液的再生。归纳小结Fe3+和Fe2+的检验方法(6)淀粉KI试液;Fe2+溶液无明显现象,Fe3+溶液变蓝色。(原溶液里无其它可以氧化I-的物质)(5)铁氰化钾K3[Fe(CN)6] (黄色)溶液检验Fe2+,生成有特征的深蓝色沉淀例题D例题C例题 展开更多...... 收起↑ 资源预览