资源简介

(共32张PPT)
3.1.1 铁的单质
一、宏观辨识与微观探析
能从宏观上辨识铁的物理性质（延展性、导热性等）、化学性质（与不同物质反应的现象及产物），从微观角度理解铁与不同氧化剂反应时化合价变化的原因（电子得失情况 ） 。
二、变化观念与平衡思想
认识铁的化学反应多样性，理解铁与不同物质反应是物质性质和反应条件共同作用的结果，形成化学反应是有条件的、动态的变化观念。
三、科学态度与社会责任
通过了解铁在人体中的作用、缺铁性贫血及补铁措施，树立科学合理饮食、关注人体健康的观念；结合铁的冶炼历史及在生产生活中的应用，体会化学对人类社会发展的重要贡献，增强社会责任感 。
核心素养目标
重点：
1. 铁与非金属单质、酸、盐溶液、水蒸气的反应
2. 铁与不同氧化剂反应时化合价变化规律及原因
难点：
1. 理解铁与水蒸气反应的实验原理及产物分析
2. 从微观电子得失角度，深入理解铁在不同反应中化合价变化的本质
学习重难点
新课导入
01 自然界中铁的存在
铁的起源
人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。公元前2500年人类已发现和使用铁。约公元前2000年人类发明了用铁矿石冶炼铁的方法。
陨铁
我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑，这说明西周晚期我国已掌握了冶铁技术。
战国时期的铁器 ——铁火盆
铁元素在自然界中的存在
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。
黄铁矿
（FeS2）
菱铁矿
（FeCO3）
赤铁矿
（Fe2O3）
磁铁矿
（Fe3O4）
铁元素在自然界中的分布
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
地壳中的元素含量（质量分数）
丹霞地貌的岩层因含Fe2O3而呈红色
工业炼铁
主要反应为：
02 铁的物理性质
铁的物理性质
单质铁是一种银白色具有金属光泽的固体，具有延展性，导热性，导电性，能够被磁体吸引。
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03 铁的化学性质
思考讨论
在初中的化学学习中，我们学习过金属活动性顺序表，你能回忆起来吗？
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
(1)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
(2)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。
思考讨论
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？
铁原子可失去2个电子生成Fe2+，也可失去3个电子生成Fe3+。且稳定性：Fe3+>Fe2+。
失去2e-
失去3e-
Fe
Fe3+
Fe2+
思考讨论
在上述反应中，铁元素的化合价的变化有何异同？为什么？
从氧化还原的角度来看，铁单质中铁元素的化合价为0价，是铁元素的最低价态，具有还原性。与强弱不同的氧化剂反应时，对应的产物不同：
Fe
Fe2+
较弱氧化剂（如：盐酸，硫酸铜等）
失去2e-
Fe
Fe3+
较强氧化剂（如：氯气等）
失去3e-
Fe作为还原剂与某些非金属单质反应
3Fe＋2O2===Fe3O4
点燃
2Fe＋3Cl2===2FeCl3
Fe＋S===FeS
现象：剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体
现象：剧烈燃烧、产生棕褐色的烟
现象：生成黑色固体，放出大量热
Fe作为还原剂与酸、盐溶液反应
Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑
现象：产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
Fe＋2HCl === FeCl2＋H2↑
现象：有紫红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色
Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4
思考讨论
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？
钢水注入干燥的模具
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？
铁粉与水蒸气反应
铁粉与水蒸气反应
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。
铁粉与水蒸气反应
铁粉与水蒸气反应
实验装置
操作及现象
实验分析
蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体点燃能发出轻微爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
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。
铁粉与水蒸气反应
验证产物是否为 四氧化三铁
实验结论
在高温下，铁能与水蒸气反应，并有H2生成。
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。(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)
3Fe + 4H2O（g） ===== Fe3O4 + 4H2
高温
注：Fe不能与冷水、热水反应；产物是Fe3O4，不是Fe2O3。
特别提醒
酒精灯用金属网罩罩住的作用：集中火焰，提高加热温度
2
湿棉花的作用：提供反应物——水蒸气
1
肥皂液的作用：“收集”氢气
3
组装装置时试管口应略向下倾斜
4
实验结束后，应先从水槽或肥皂液中移出导管，再撤去燃着的酒精灯
5
实验装置改进
①改变水蒸气的生成方式
②氢气的收集方式。
资料卡片——人体中的铁元素
铁在成人体中的含量为 4~5 g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含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。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。
资料卡片——人体中的铁元素
为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为 15~20 mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的
发生。
随堂练习
1. 下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是( )
A. 反应中有氢气产生
B. 此反应需在加热条件下才能发生
C. 生成的铁的化合物中铁全部呈＋3价
D. 该反应中水作氧化剂
C
随堂练习
2. 下列说法不正确的是( )
A. 铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的相同产物是Fe3O4
B. 铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C. 铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
D. 铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应
C
随堂练习
3. 如图是铁与其他物质之间的转化关系（“—”表示相连物质间能发生反应，“→”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去），下列有关说法正确的是( )
A. 反应①的过程中，固体的质量逐渐减小
B. 反应②中有固体析出
C. 反应③可通过细铁丝在空气中燃烧实现
D. 反应④可能是2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑
B、
随堂练习
4. 某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是( )
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
D. 丁同学认为试管中湿棉花的作用是提供水蒸气
C
随堂练习
5. 下列关于铁及其化合物的说法，不正确的是( )
A. 金属铁可以被磁铁吸引
B. 铁丝可以在氧气中剧烈燃烧
C. 铁有良好的导电、导热性
D. 铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2
B
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