第三章铁金属材料铁及其化合物教学课件.pptx

1、2022年年11月月30日星期三日星期三 铜柄铁剑铜柄铁剑是春秋时期的铁剑，是春秋时期的铁剑，1957年年在甘肃省灵台县景家庄出土。距今在甘肃省灵台县景家庄出土。距今2600年。年。此剑柄镡相连,皆用青铜铸成,两面有对称纹饰,柄中部有长形镂孔4个,柄长85厘米,镡长4厘米,厚0.4厘米。剑叶铁质,残长9厘米,宽3厘米,厚0.3厘米,焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。曾经是中国发现的最早人工冶炼铁器;后虢国玉柄铁剑出土，其排名降为第二古老。其证明至迟在春秋早期,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术,春秋战国是铁器时代。镡(xn），宝剑的剑鼻，剑柄和剑身连接处的两旁

2、突出部分。亦称剑口、剑环 高炉炼铁高炉炼铁生活中的铁生活中的铁3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温芝加哥西尔斯大厦芝加哥西尔斯大厦 （钢架结构）（钢架结构）日本横滨弯钢索斜拉大桥日本横滨弯钢索斜拉大桥含铁元素的矿物含铁元素的矿物磁铁矿磁铁矿赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿 （FeS2）（Fe2O3）（Fe3O4）实验室里的含铁试剂实验室里的含铁试剂FeSO47H2O (绿矾绿矾)Fe(OH)3 沉淀沉淀浅绿色浅绿色白色白色红褐色红褐色棕黄色棕黄色Fe(OH)2 沉淀沉淀金属元素在地壳中的含量：金属元素在地壳中的含量：【资料卡片】人体中的铁元素 铁在成人体中的含量为铁在成人体中的含量为45g45g，是

3、人体必需微量元素中，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。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。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为为了满足生

4、理需要，成人每天铁的适宜摄入量为1520mg1520mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被动物内脏、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。血问题的发生。一、铁的结构铁的化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，你能举出一些例子吗？回顾所学知识，填写有关铁的化学性质

5、：铁单质的性质 颜色熔点/沸点/密度/(gcm-3)延展性导热性 导电性导磁性 ,良好 良好良好银白色(粉末为黑色)153527507.86良好反应现象方程式1 与氧气反应（铁丝在氧气中燃烧）2 与氯气反应（铁丝在氯气中燃烧）3 与稀盐酸、稀硫酸等反应4 与CuSO4溶液的反应铁丝上有红色物质生铁丝上有红色物质生成，蓝色溶液逐渐变成，蓝色溶液逐渐变为浅绿色为浅绿色Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Fe+2H+=Fe2+H2产生气泡，放出热量，产生气泡，放出热量，生成浅绿色的溶液生成浅绿色的溶液剧烈燃烧，火星四射，剧烈燃烧，火星四射，生成生成 黑色的固体黑色的固体3Fe+2O2=Fe3O4点燃剧烈燃

6、烧，剧烈燃烧，产生棕褐色烟。产生棕褐色烟。2Fe+3Cl2=2FeCl3点燃点燃2、Fe与水反应与水反应 装置设计：装置设计：试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放有铁粉，蒸发皿中放肥皂水有铁粉，蒸发皿中放肥皂水 现象：现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 注意事项：注意事项：整套装置整套装置试管口应低于试管底；酒精灯应先在放试管口应低于试管底；酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至

7、放铁粉的位置加热；分水形成蒸气时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热；肥皂肥皂水不宜太稀水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声；爆鸣声；实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。着的酒精灯。3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 铁粉与水蒸气反应的实验装置：铁粉与水蒸气反应的实验装置：该反应装置各部分的作用是什么？该反应装置各部分的作用是什么？产生水蒸气产生水蒸气 水蒸气与铁粉反应水蒸气与铁粉反应收集收集检验产生气体检验产生气体干燥气体干燥气体水蒸气的水蒸气的发生装置发生装置

8、水蒸气与铁水蒸气与铁粉反应装置粉反应装置产物收产物收集装置集装置铁粉与水蒸气反应的实验装置：铁粉与水蒸气反应的实验装置：铁粉与水蒸气反应，应从铁粉与水蒸气反应，应从水蒸气的产生水蒸气的产生、铁粉与水蒸气铁粉与水蒸气反应反应、反应产物的收集检验反应产物的收集检验等环节进行反应装置的设计等环节进行反应装置的设计 1、除去硫酸亚铁中少量硫酸铜的方法是（、除去硫酸亚铁中少量硫酸铜的方法是（）A、加过量锌粉，再过滤，保留滤液、加过量锌粉，再过滤，保留滤液 B、加过量铜粉，再过滤，保留滤液、加过量铜粉，再过滤，保留滤液 C、加过量氢氧化钠溶液，再过滤，保留滤液、加过量氢氧化钠溶液，再过滤，保留滤液 D、加

9、过量铁粉，再过滤，保留滤液、加过量铁粉，再过滤，保留滤液2、下列化合物中，不能用两种单质直接化合的是（、下列化合物中，不能用两种单质直接化合的是（）A、FeS B、FeCl3 C、Fe3O4 D、FeCl2【学习评价二】D D 3、下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的、下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的 化合价能变为化合价能变为+3价的是价的是()A.氯化铁溶液氯化铁溶液 B.氯气氯气 C.硫酸铜溶液硫酸铜溶液 D.稀盐酸稀盐酸B 4、下列关于铁与水反应的描述不正确的是下列关于铁与水反应的描述不正确的是()A红热的铁能与水蒸气反应，用排水法收集产红热的铁能与水蒸气反应，用排水

10、法收集产 生的气体并点燃，能听到轻微生的气体并点燃，能听到轻微“噗噗”声声 B铁铁与水蒸气的反应是氧化还原反应与水蒸气的反应是氧化还原反应 C常温下，常温下，Fe与与H2O不反应，但在空气中不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下能发生氧化反应的共同作用下能发生氧化反应 D铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的FeOD FeOFe3O4 Fe2O3 1 1、铁的氧化物、铁的氧化物 氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁化学式化学式俗名俗名色、态色、态铁的化合价铁的化合价水溶性水溶性稳定性稳定性用途用途FeO Fe2O3 Fe3O4 铁红铁红 磁性氧化铁磁性

11、氧化铁黑色粉末黑色粉末 红棕色粉末红棕色粉末 黑色晶体黑色晶体+2 +3 +2、+3不溶不溶 不溶不溶 不溶不溶不稳定不稳定 稳定稳定 稳定稳定红色油漆、涂料红色油漆、涂料磁性材料磁性材料铁的化合物铁的化合物FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O化学性质：化学性质：FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O 与酸反应：与酸反应：离子方程式：离子方程式：碱性氧化物碱性氧化物Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O 均能被均能被CO、H2等还原成等还原成FeFe3O4+

12、4H2=3Fe+4H2O Fe3O4+3CO=3Fe+4CO2 FeO不稳定不稳定6FeO+O2=2Fe3O4玉石中的氧化亚铁经氧化而成三价铁玉石中的氧化亚铁经氧化而成三价铁，颜色变成红棕色，特别是裂缝部位，颜色变成红棕色，特别是裂缝部位或有空隙的部位，还有暴露在外的截或有空隙的部位，还有暴露在外的截面部分也容易氧化而成红棕色面部分也容易氧化而成红棕色 铁的氧化物的用途铁的氧化物的用途作为冶炼金属的原料作为冶炼金属的原料Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2.氧化铁常用于制造红氧化铁常用于制造红 色油漆和涂料色油漆和涂料氧化铁作外墙涂料氧化铁作外墙涂料高温高温1、判断正误(正确的打“”,错误的打

13、“”)。(1)铁的化学性质活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在()(2)铁粉作食品袋内的脱氧剂时起氧化作用。()(3)铁与稀硫酸反应的离子方程式:2Fe+6H+=2Fe3+3H2。()(4)Fe2O3俗称铁红,常用作红色油漆和涂料。()(5)FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,都能与酸发生反应。()(6)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8 mol电子。()2、下列有关铁的说法中正确的是()A.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 B.铁能与盐酸反应生成氯化铁和氢气 C.Fe与少量Cl2反应生成FeCl2 D.铜粉中混有少量铁粉,可加入足量盐酸充分反应后过滤除去D3、铁在一

14、定条件下与O2、水蒸气反应的相同产物是()A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe2O3C4.我国清代我国清代本草纲目拾遗本草纲目拾遗中叙述了中叙述了“铁线粉铁线粉”:“粤中洋行有舶粤中洋行有舶 上铁丝上铁丝.日久起销日久起销,用刀刮其销用刀刮其销,.所刮下之销末所刮下之销末,名铁线粉名铁线粉”。这。这 里的里的“铁线粉铁线粉”是指是指()A.Fe B.FeCl3 C.FeO D.Fe2O35.铁的常见化合价有铁的常见化合价有+2价和价和+3价。据研究价。据研究,铁在浓硝酸中发生钝化铁在浓硝酸中发生钝化 时时,可生成一种化学式为可生成一种化学式为Fe8O11的化合物的化合物,它可以

15、看作由它可以看作由FeO和和 Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（）A.FeO3Fe2O3 B.2FeO3Fe2O3 C.FeO2Fe2O3 D.2FeOFe2O3D B 方案方案1：能否通过铁和水反应制得？：能否通过铁和水反应制得？方案方案2：能否通过铁的氧化物和水反应得到？：能否通过铁的氧化物和水反应得到？方案方案3：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？2 2、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物思考：铁有哪些氢氧化物？如何制备思考：铁有哪些氢氧化物？如何制备?【实验实验3-9】取少量取少量FeCl3溶液，滴入溶液，

16、滴入NaOH溶液溶液FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFe3+3OH=Fe(OH)3现象：产生红褐色沉淀现象：产生红褐色沉淀FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4Fe2+2OH=Fe(OH)2(白色沉淀白色沉淀)现象：现象：先先 生成生成白色絮状沉淀白色絮状沉淀，迅速迅速 变为变为 灰绿色灰绿色，最后最后 变成变成红褐色红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀红褐色沉淀)【实验实验3-9】取少量取少量FeSO4溶液，滴入溶液，滴入NaOH溶液溶液思考与交流思考与交流 Fe(OH)2 容易被空气中的氧气氧化容易被空气中的氧气氧化,那么在那

17、么在制备制备Fe(OH)2时应采取哪些措施防止其被氧化时应采取哪些措施防止其被氧化?植物油植物油/苯苯Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFe(OH)2Fe(OH)3色态色态水溶性水溶性制法制法加热分解加热分解 _与盐酸反应与盐酸反应转化转化白色固体白色固体 红褐色固体红褐色固体 不溶不溶 不溶不溶 Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2+2H=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3H=Fe3+3H2OFe3+3OH-=Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe

18、2O3+3H2OFe3+的检验：的检验：KSCN 或或 NH4SCN溶液溶液现象：溶液迅速变血红色现象：溶液迅速变血红色 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3（血红色）（血红色）氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 现象：生成红褐色沉淀现象：生成红褐色沉淀 Fe3+3OH-=Fe(OH)3特征反应更灵敏 KSCN 或或 NH4SCN溶液、氯水溶液、氯水Fe2+的检验：的检验：现象：现象：先先滴加滴加KSCN溶液溶液,无明显现象，无明显现象，再再滴加滴加 新制新制氯水氯水,溶液立即变血红色溶液立即变血红色2Fe2+Cl2 =2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 氢氧化钠溶液：氢氧化钠溶液：

19、现象：现象：Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白色白色 灰绿色灰绿色 红褐色红褐色 离子离子加入的试剂或操作加入的试剂或操作 实验现象实验现象 K+Na+Ca2+Mg2+Al3+用铂丝蘸取含该离子的用铂丝蘸取含该离子的溶液在无色火焰灼烧溶液在无色火焰灼烧透过蓝色钴玻璃，透过蓝色钴玻璃，火焰呈紫色火焰呈紫色 用铂丝蘸取含该离子的用铂丝蘸取含该离子的溶液在无色火焰灼烧溶液在无色火焰灼烧火焰呈黄色火焰呈黄色 Na2CO3溶液溶液 产生白色沉淀产生白色沉淀 NaOH溶液溶液 滴加滴加NaOH溶液至过量溶液至过量 产生白色沉淀产生白色沉淀 先产生白色沉淀

20、，先产生白色沉淀，后消失后消失 Fe3+Fe2+NaOH溶液溶液 KSCN溶液溶液 红褐色沉淀；红褐色沉淀；溶液变成红色溶液变成红色NaOH溶液溶液 白色沉淀白色沉淀迅速变成灰迅速变成灰绿色绿色红褐色红褐色 KSCN溶液和氯水溶液和氯水 先无明显变化，后先无明显变化，后溶液变成红色溶液变成红色 离子离子加入的试剂或操作加入的试剂或操作 实验现象实验现象 FeFe2+Fe3+氧化剂（氧化剂（Cl2 O2 ）(Br2 Cl2 KMnO4 HNO3 浓硫酸浓硫酸)强氧化剂强氧化剂还原剂还原剂（CO Al）还原剂还原剂（CO Zn）还原剂（还原剂（Fe Cu）整理与归纳整理与归纳新鲜苹果汁新鲜苹果汁放

21、置一段时间放置一段时间 苹果汁是人们喜爱的饮料，但是现榨的苹果苹果汁是人们喜爱的饮料，但是现榨的苹果汁在空气中会慢慢的由汁在空气中会慢慢的由浅绿色浅绿色变为变为棕黄色棕黄色，为，为什么呢？什么呢？联系生活薄膜衣片薄膜衣片含含Fe2+34.0%-36.0%联系生活薄膜衣片薄膜衣片含含Fe2+34.0%-36.0%维生素维生素C能抑制能抑制Fe2+的氧化的氧化薄膜防止薄膜防止Fe2+被氧化被氧化 过去电子工业常用过去电子工业常用30%的的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制造印刷线路板造印刷线路板 制作时，制作时，把应该保留的铜箔遮把应该保留的铜箔遮挡，然后把铜箔放入

22、氯化铁溶液挡，然后把铜箔放入氯化铁溶液中，这样没有遮挡的铜箔就被腐中，这样没有遮挡的铜箔就被腐蚀掉了，留下了可以导电的铜线蚀掉了，留下了可以导电的铜线 请推测其中发生的反应，写出相应离子方程式请推测其中发生的反应，写出相应离子方程式联系生活2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+向向FeCl3溶液中加几滴溶液中加几滴KSCN溶液呈红色溶液呈红色FeCl3与与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀溶液反应，生成红褐色沉淀向向FeCl3溶液中加过量铁粉，溶液变为浅绿色溶液中加过量铁粉，溶液变为浅绿色向向FeCl3溶液中加过量铜粉，溶液变为蓝绿色溶液中加过量铜粉，溶液变为蓝绿色将将FeCl3溶液加入到淀粉溶液加入到淀粉KI溶液，溶液变为蓝色溶液，溶液变为蓝色向向FeCl3溶液中加入溶液中加入 硝酸银溶液，生成白色沉淀硝酸银溶液，生成白色沉淀将饱和将饱和FeCl3溶液溶液 滴入滴入 沸水中沸水中，溶液呈红褐色，溶液呈红褐色