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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
2
1
本节重、难点
铁元素在自然界中的存在形态
铁的化学性质
你知道黑色金属吗？
今天，我们就来学习下三剑客之一 —— 铁！
黑色金属“三剑客”
铁
锰
铬
铁的单质
单质
铁元素的存在及使用
铁在自然界中可以以_____形态存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。
存在
陨铁
人类最早使用的铁
＋2
＋3
化合物
赤铁矿
(Fe2O3)
菱铁矿
(FeCO3)
黄铁矿
(FeS2)
铁的单质
铁在自然界中可以以_____形态存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。
单质
铁元素的存在及使用
存在
磁铁矿
(Fe3O4)
＋2
＋3
化合物
四
铁的单质
铁在自然界中可以以_____形态存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。
单质
铁元素的存在及使用
存在
铁的单质
铁元素的存在及使用
证据事实
我国最早的人工冶炼铁器
春秋晚期墓中的铜柄铁剑
战国时期最大的铁器
长方形铁炉
工业炼铁的原理
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
高温
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
铁有_____性、_____性、_____性，但其导电性不如________，铁还能被______吸引。其熔、沸点较____，熔点：1 535 ℃、沸点：2 750 ℃，密度：7.86 g·cm－3。
延展
导热
导电
铜和铝
磁体
高
铁的单质
铁的物理性质
铁皮
铁锅
电极
铁丝在氧气中燃烧
铁丝在氯气中燃烧
铁丝与硫磺的反应
铁的单质
铁的化学性质——还原性
实验：Fe与非金属单质反应
2Fe＋3Cl2 2FeCl3
加热
3Fe＋2O2 Fe3O4
点燃
Fe＋S FeS
点燃
Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑
铁丝与稀硫酸反应
铁的单质
铁的化学性质——还原性
实验：Fe与非氧化性酸反应(H2SO4)
Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4
铁丝与硫酸铜反应
铁的单质
铁的化学性质——还原性
实验：Fe与盐溶液反应(CuSO4)
化学性质 化学方程式举例
与非金属单质反应
与非氧化性酸反应
与盐溶液反应
Fe在反应中作_____剂，遇到较强的_____剂(如Cl2等)生成____价铁的化合物，遇到较弱的_____剂(如稀硫酸等)生成____价铁的化合物。
Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑
Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4
还原
氧化
＋3
氧化
＋2
铁的单质
铁的化学性质——还原性
总结：与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
实验结论
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
铁的单质
铁的化学性质——还原性
实验探究
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。
实验装置

操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到_____声，证明生成了______。
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为
爆鸣
H2
铁的单质
铁的化学性质——还原性
实验记录
湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
高温
(1)反应开始时，应先点燃___处的酒精灯，其目的是___________________________，若点燃顺序反了，可能有什么后果？
【例1】利用如图装置也可以实现Fe与水蒸气的反应
b
用水蒸气排装置内的空气
答案：①Fe与O2生成了Fe3O4，无法与水蒸气反应；
②Fe与水蒸气反应生成H2，在高温下与空气中的O2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？
答案：用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2。
放大1 650亿倍的铁原子
1958年，布鲁塞尔世博会，是二战之后世界各国重建家园之后的第一次盛大展览。比利时这个小国也饱受战争的摧残，深知核武器对于这个世界的危害。比利时主场馆的设计者安德·沃特凯恩充分发挥自己的想象力，提出了以原子为主题的设计思想。
原子塔的建筑形态由9个内空的金属球组成，每一个圆球都代表着一个原子。各个球之间由26米长，直径3米的空心钢管连接，圆球与相连的钢管一同组成了一个正方体，这正是放大1 650亿倍α铁的正方体结构
1．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
【答案】D
【详解】A．金属铁可以被磁铁吸引，A项正确；
B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，B项正确；
C．铁单质有良好的导电、导热性，C项正确；
D．氯气具有强氧化性，铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3，不是FeCl2，D项错误；
答案选D。
【答案】C
【详解】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。
2．(2022上·广东中山·高一统考期末)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
A．无水硫酸铜
B．蔗糖
C．铁粉
D．食盐
3．下列反应中，能生成正三价铁的是
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
【答案】D
【详解】铁被强氧化剂氧化为Fe3+，被弱氧化剂氧化为Fe2+。A、C项中铁分别被Cu2+、H+被氧化为Fe2+，B中铁和硫粉反应生成FeS，D项中铁和Cl2反应生成FeCl3，答案选D。
4．铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是：
A．盐酸 B．CuSO4溶液 C．稀硫酸 D．FeCl3溶液
【答案】D
【详解】A．Fe置换出Ag，溶液质量减小，故A错误；
B．Fe置换出Cu，溶液质量减小，故B错误；
C．反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误；
D．反应生成硝酸亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确；
答案：D
5．铁粉与水蒸气反应的实验装置图(夹持装置已略去)如图，下列说法错误的是
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
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
【答案】B
【详解】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；
故选B。
铁单质
铁元素的存在及使用
铁的物理性质
铁的化学性质
第一节
铁及其化合物
第1课时

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