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(共46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
能用氧化还原反应原理进一步认 识铁的化学性质，基于实验事实 写出铁与水蒸气反应的化学方程 式
学习目标
结合应用实例，将铁的性质的知 识运用于解决生产、生活中简单 的化学问题
了解铁元素在自然界中的存在形态、 与人体健康的关系
03
自然界中的铁
战国时期最大的铁器—长方形铁炉
战国时期最大的铁器
春秋初年秦国的铜柄铁剑
我国最早的人工冶炼铁器
早期铁制品
铁单质的物理性质
01
铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以+2
价和+3 价化合物的形式存在。
2.物理性质
铁有延展性和 导热性，铁能导电，但导电性不如铜和铝。
铁能被磁铁吸引。
1.铁元素的存在
① 铁在成人体中的含量为4～5g, 是人体必需微量元素中含量最多的一种。
②人体内的铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的 运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。
③体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。 如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。
④为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为 15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食 物中的铁容易被吸收。
铁元素的存在及使用
工业炼铁的原理是用还原的方法把
铁从铁矿石中提炼出来。你还记得炼 铁高炉内发生的化学反应吗
工业炼铁的原理
3CO+Fe O 高温2 Fe+3CO
料钟调控闹
2000
~5000
~8000
出铁
900~1
小 料 4
小料钟
炉煤气管
大 料 4
大料钟
炉身外壳
耐火砖层
炉体支染
热风管
环炉热风管
热风明
出渣口
炉 喉
炉身
护展
炉 腹
炉缸
炼铁炉剖面图
【例1】下列有关物质的性质与用途对应关系错误的是( B )
A. 铁粉具有还原性，可作食品的抗氧化剂
B. 小苏打可溶于水，可作糕点的膨松剂
C. 臭氧具有强氧化性，可作食品的杀菌剂
D. 维 生 素C 具有还原性，可作食品的抗氧化剂
途对应关系错误，故B选；臭氧是一种强氧化性的气体，具备强有力的杀菌消毒功
效，可作食品的杀菌剂，故C不选；维生素C又名抗坏血酸，具有酸性和强还原性， 可用作食品抗氧化剂，故D不选；正确答案是B。
解析：Fe粉具有还原性，易和空气中的氧气反应，可用作食品袋中的抗氧化剂，
故A不选；小苏打加热分解会产生二氧化碳，可作糕点的膨松剂，物质的性质与用
【例2】纯净铁的物理性质有：①光亮的银白色 ②黑色③在潮
湿的空气中易被腐蚀④有延展性⑤能导电导热⑥硬而脆⑦ 能被磁铁吸，引易被磁化( B )
A.①③④⑤⑦ B.①④⑤⑦
C.①③⑤⑦ D. 全 部
解析：纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导 电导热，能被磁铁吸，引易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。
铁单质的化学性质
02
联系金属钠的性质，结合铁的原子结构示意图(原子序数为26)思考
金属铁具有哪些化学性质
①铁原子结构特点：
【结论】铁原子可失去2个电子生成Fe2+,也可失去3个电子生成Fe +。且稳定性：
Fe +>Fe +。
铁的化学性质
铁与非金属反应：4Fe+3O =2Fe O
铁与酸反应：Fe+2HCl=FeCl +H 个
铁与盐溶液反应：Fe+CuSO =Cu+FeSO
接下来我们就来详细探究!
实验1:Fe与O 反应
原理：3 Fe+40 —Fe O 现 象 ：剧烈燃烧、火星四射、
放出大量的热、生成黑色固体
实验2:Fe与Cl 反应
【原理】: Fe+Cl —FeCl 【现象】:剧烈燃
烧、产生棕褐色的
烟
化学性质
化学方程式举例
与非金属单质反应
2Fe+3Cl 加热2FeCl 3Fe+20 点 燃Fe O Fe+s点 燃Fes
与非氧化性酸反应
Fe+H SO =Fe SO +H 个
与盐溶液反应
Fe+CuSO =Cu+FeSO
结论 Fe在反应中作还 原剂，遇到较强的氧化 剂(如Cl 等)生成+3 价铁的化合物，遇
到较弱的氧化剂(如稀硫酸等)生成+2价铁的化合物。
B. 铁在硫蒸气中燃烧生成Fe S
C. 纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D. 足量的铁在氯气中燃烧生成FeCl 和FeCl
解析：A.在冶金上，把铁归为黑色金属，但纯铁为银白色，故A不选；B . 铁在硫蒸气中燃烧生成FeS, 故B不 选 ；C. 由于纯铁不易形成原电池，所以 纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化，故C 选 ；D. 铁
在氯气中燃烧只生成FeCl , 不会生成FeCl , 故 D不选。故选C。
【例1】下列叙述正确的是( C )
A .纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
例2下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( D )
A. 工业上在高温下用CO 还原含Fe O 的铁矿石炼铁
B. 铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe O
C. 工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
D. 氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
解析：常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业 上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性 ， 但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有 吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发 生反应的。那么,在高温下，铁能否与水发生反 应呢
铁与水蒸气反应
有人设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实 验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。
还原铁粉
湿棉花
肥皂液
确云
燃着的火柴
【实验现象】蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆
鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
【原理分析】根据气体检测结果，证明为氢气；反应后试管内固体仍为黑色
说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。
【验证产物】验证固体是否是四氧化三铁方法：试管冷却后，利用磁铁在试 管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。
【温馨提示】若铁无剩余，该检验方法是正确的，若铁有剩余，该法则有缺 陷。更好的解决方案待到学完铁的氧化物，我们再来设计。
【实验说明】湿棉花受热可以提供反应所需的水蒸气；酒精灯上加防风罩可 以保证集中加热，以达到较高的反应温度；肥皂液在该实验中可以起到“收集”
氢气的作用。
【实验结论】Fe与冷水、热水不反应，Fe与H O(g)高温下反应的产物是 Fe O ,而不是Fe O 。3Fe+4H O(g)△Fe O +4H (置换反应)
【实验探究】实验装置的改进。
还原铁粉
湿棉花
肥皂液
燃着的火柴
【答案】①改变水蒸
气的生成方式
②氢气的收集方式。 如下图：
水
A B C
装置可以有哪些改进点
氧化铜
E
碱石灰
碎瓷
的是( D )
A .甲同学认为试管b中收集到的气体
可点燃，且产生淡蓝色火焰
B. 乙同学认为试管a中生成的黑色固
体可能为四氧化三铁
C. 丙同学认为用盐酸溶解固体生成物
所得溶液有颜色
D .丁同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加适量的水，加热也 可实现该反应
还原铁粉
b
水
例1某学习小组按如图所示实验，下列组员的认识一定不合理
解析：铁与水蒸气在高温下反应生成氢气，故b管收集到的为氢气，
可燃，发生淡蓝色火焰，A 正确；铁与水蒸气在高温下反应黑色的四氧 化三铁，留在试管a中 ，B正确；生成的四氧化三铁可溶于盐酸生成氯化 铁和氯化亚铁溶液，都有颜色，C 正确；要实现该反应，铁只能和水蒸 气在高温下反应，D 错误；故选D。
法正确的是( C )
A. 实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B. 反应中H O 作氧化剂，发生反应的化学 方程式为2Fe+3H O=Fe O +3H
C. 干燥管中加入的固体干燥剂
可以是无水氯化钙
D. 收集反应产生的气体选用装置②
例2用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说
干燥管
=
酒精喷灯
硬质玻璃管
②
解析：A. 实验时，应先用水蒸气排出装置中的空气，即先点燃酒精灯
再点燃酒精喷灯，A 错误；B. 铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，
B错误；C.氢气是中性气体，可以用碱石灰干燥，C正确；D. 收集的是 氢气，密度比空气小，应用向下排气法，选用装置c,D 错误；故选C。
例3利用如图装置也可以实现Fe 与水蒸气的反应
还原铁粉
日
水
b
(1)反应开始时，应先点燃_b 处的酒精灯，其目的是 用水蒸气排装置内的空气
若点燃顺序反了，可能有什么后果
①Fe与O 生成了Fe O , 无法与水蒸气反应；
② Fe与水蒸气反应生 成H , 在高温下与空气中 的O 反应可能发生爆炸。
(2)此装置如何检验Fe与水蒸气反应生成的气体产物
●用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H 。
工业炼铁的原理是用还原的方法把
铁从铁矿石中提炼出来。你还记得炼 铁高炉内发生的化学反应吗
工业炼铁的原理
3CO+Fe O 高温2Fe+3CO
料钟调控闹
2000
~5000
~8000
出铁
900~
小 料 4
小料钟
炉煤气管
大 料 4
大料钟
炉身外壳
耐火砖层
炉体支染
热风管
环炉热风管
热风明
出渣口
炉 喉
炉身
护展
炉腹
炉缸
炼铁炉剖面图
例1高炉炼铁的主要反应为Fe O +3CO△2Fe+3CO , 下列对该反应
的说法正确的是( A ) A .Fe O 是氧化剂 B.CO 中碳元
素被还原 C.Fe 的化合价升高 D. 该反应是置换反应
解析：A.Fe 的化合价从+3价降低为0,得电子，被还原，Fe O 是氧化剂，故A 正确；B.CO 中碳元素的化合价从+2价升高为+4价，被氧化，故B错误；C.Fe
的化合价从+3价降低为0,故C错 误 ；D. 置换反应是一种单质与一种化合物反应 生成另一种单质和另一种化合物，该反应不是置换反应，故D错误；故选A。
容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸 D. 氯化铁溶液有较强氧化性，
故可用作净水剂
解析：常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业 上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但
例2下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( D )A. 工
业上在高温下用CO 还原含Fe O 的铁矿石炼铁 B. 铁在纯氧中 燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe O C. 工业上可用铁制
不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸
附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
课堂总结
03
化学性质
与O 、Cl 、S 反应与H O 反 应与酸反应与 盐反应
物理性质
熔沸点高、导 热、导电、延 展性、可以被 磁铁吸引
存在形态
化合态 游离态
课堂检测
04
1.有关铁的叙述中不正确的是( C )
A .铁能被磁铁吸引 B. 人体的血红蛋白中含有铁元素
C. 在空气中能剧烈燃烧 D. 铁能与水蒸气反应
解析：A.铁能被磁铁吸引，A 项说法正确；B. 人体的血红蛋白中含有铁元素 ，
B项说法正确C.铁在氧气中能剧烈燃烧，在空气中不燃烧。故C项错误；D.铁 能与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，故D说法正确；故答案
2.我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅
作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋 之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是( C )
A .“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B. “平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C. “铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D. 中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
解析：A. 把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故A正确；
B .中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产 物纯度，故B正确；C. 金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应， 故C错误；D. 隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确。
3.高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( A )
A .焦炭和一氧化碳都是还原剂
B. 采用富氧空气可以得到纯铁
C. 加石灰石的目的主要是为了得到CO
D. 用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
解析：高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应 生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂， A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B 不正确；加石灰石的目的主 要是为了造渣，C 不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D 不 正确。
4.铁在一定条件下与Cl 、O 、S 反应的产物分别为FeCl 、Fe O 、FeS,
下列有关说法正确的是( A )
A. 三种非金属单质中，S 的氧化性最弱
B. 等量的铁分别与Cl 、O 、S 反应，转移的电子数相等
C. 反应生成的三种产物都只具有氧化性
D. 反应生成的三种产物都是易溶于水的固体
解析：根据反应后铁元素的价态，可知S的氧化性最弱，A 项正确；反应产物 中铁元素的价态不同，等量的铁分别与Cl 、O 、S 反应，转移的电子数不相等， B项错误；Fe O 和FeS中含有+2价的铁元素，也具有一定的还原性，C项错误； Fe O 和FeS难溶于水，D 项错误。
5.饼干、月饼、蛋糕等零食包装中常常有个小纸袋，上面一般标有“保鲜剂”或者“ 脱 氧剂”的字样。里面的粉状或颗粒状物质，除了硅胶或硫酸亚铁外，还有可能是 C
A. 无水硫酸铜
B. 蔗 糖
C. 铁 粉
D. 食盐
解析：铁粉可吸收氧气，可用作食品的“脱氧剂”,无水硫酸铜、蔗糖、食盐不能吸收 氧气，故选：C。
6.下列反应中，能生成正三价铁的是 D
A .铁钉投入硫酸铜溶液中
B. 铁粉跟硫粉混合加热
C. 铁屑加入稀硫酸中
D. 铁丝在氯气中燃烧
解析：铁被强氧化剂氧化为Fe +, 被弱氧化剂氧化为Fe 。A 、C 项中铁分别被
Cu + 、H+被氧化为Fe +,B 中铁和硫粉反应生成FeS,D 项中铁和Cl 反应生成FeCl , 答案选D。
7.铁粉与水蒸气反应的实验装置图(夹持装置已略去)如图，下列说法错误的
A. 实验进行前，应检查装置的气密性
B. 该实验表明：常温下，铁的化学性质不活泼 铁粉
C. 生成的气体在点燃之前，必须验纯
D. 该反应的基本反应类型为置换反应 H O
解析A.连接装置后，在进行实验之前，需要检查装置的气密性，A正确；
B.常温下，铁与冷水和热水不反应，但该实验无法证明这个结论，B 错误；
C. 铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气为可燃性气体，与空气混合会引发爆炸，所以在点燃 生成的气体之前，需要验纯，C 正 确 ；
D ).铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应属于置换反应，D 正确；
是 B
燃着
的火柴 肥皂水
感谢观看

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