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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁单质
导入：生活中铁的应用
问题1：如何证明脱氧剂中的黑色粉末是铁粉？
方法一：利用磁铁
原理：铁能被磁铁吸引
利用的是物理性质
知识点1：铁的物理性质
铁
熔点：1535℃
沸点：2750℃
铁是一种有银白色金属光泽的固体，铁粉是黑色。
能被磁体吸引
有延展性和导热性。能导电，但导电性不如铜和铝
熔沸点高
问题1：如何证明脱氧剂中的黑色粉末是铁粉？
方法二：利用铁的化学性质
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Δ
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
3Fe+2O2 Fe3O4
点燃
铁在纯氧中燃烧
铁与盐酸反应
铁与硫酸铜溶液反应
铁在氯气中燃烧
回顾：我们已经学习过铁与哪些物质的反应？
知识点2：铁的化学性质
铁与盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
铁与硫酸铜溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
铁与氯气反应：
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Δ
问题2：观察上述三个反应，铁的化合价变化有何异同？为什么有 这样的异同？
0 +2
0 +2
0 +3
Fe
Fe2+
Fe3+
弱氧化剂
强氧化剂
知识拓展：Fe与Br2、浓硫酸、硝酸等反应也生成Fe3+
Fe＋S === FeS
Fe
物质类型角度
元素价态角度
金属单质
强还原性
非金属单质(O2、Cl2、S等)
酸溶液（HCl等）
某些盐溶液（硫酸铜等溶液）
强氧化剂
弱氧化剂
Fe3+
Fe2+
（Cl2、HNO3等）
（S、Cu2+、H+等）
知识点2：铁的化学性质
铁是世界上使用最广泛的金属
生活中随处可见的铁
富含铁的食品
补铁的药物
地壳中元素含量
人类最早使用的铁
陨铁（Fe）
磁铁矿
主要成分是Fe3O4
赤铁矿
主要成分是Fe2O3
黄铁矿
主要成分是FeS2
铁的存在
游离态（极少）：陨铁
化合态（主要）：矿石 +2、+3
知识点3：铁的存在
地壳含量居第4位
O>Si>Al>Fe
人类对铁的应用和生产历史
高炉炼铁： 用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。
Fe2O3 ＋ 3CO === 2Fe ＋ 3CO2
高温
西周时期我国已掌握了冶铁技术
铁水注入模具时，模具内不得留有水！
《教材》P69
问题3：常温条件下铁与水不反应，但在高温条件下，铁能与水蒸气发生反应。铁与水蒸气反应，根据所学知识预测产物？
【思考与讨论】
对比钠与水反应，猜测铁与水蒸气反应的产物。
Fe + H2O(g) Fe(OH)3 +H2
Fe(OH)2
高温
①如何验证气体产物？固体产物？
②进行还原铁粉与水蒸气反应并验证气体产物，其实验装置应有几部分构成？
水蒸气的产生装置
水蒸气与铁粉的反应装置
气体产物检验装置
有人设计了如图所示装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。
【思考】湿棉花的作用？
产生水蒸气，与铁粉反应
【思考】先点燃哪一处的酒精灯？
【思考】B处酒精灯为什么加上防风罩？
【思考】肥皂液的作用？
A B
A处
集中火焰，提高温度
储存H2
1、试管内铁粉红热,蒸发皿中产生大量的肥皂泡，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。
相关资料：
FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 红棕色 黑色 白色 红褐色
不稳定在高温下可被水蒸气或者O2氧化 6Fe2O3= 4Fe3O4+O2↑ 有磁性 受热易分解 受热易分解
2、反应后试管内固体仍为黑色。
现象
分析
1、根据气体检验结果，证明为H2。
2、反应后固体仍为黑色，说明是：
Fe3O4
3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2
知识点4：铁粉与水蒸气反应
置换反应 氧化还原反应
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
【小结】
Fe
物理性质
化学性质
（还原性）
银白色、金属光泽（铁粉为黑色）
导电、导热、延展性
能被磁体吸引
熔、沸点较高
弱氧化剂：
HCl、CuSO4、S
O2、H2O(g)
强氧化剂：
Cl2、浓H2SO4、HNO3
存在：地壳含量居第四位，能以单质和化合物形式存在
→ Fe2+ +2
→ Fe3O4 +2、+3
→ Fe3+ +3
(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 。
练习应用
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
防止加热时液体爆沸
吸收水蒸气，干燥H2
黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成
A
3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2

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