【公开课】铁的单质、氧化物、氢氧化物课件高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第一课时铁的单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物学习目标1.1.了解单质铁、铁的氧化物性质及用途；了解单质铁、铁的氧化物性质及用途；2.2.通过实验认识铁单质与水蒸气的反应的条件，加深通过实验认识铁单质与水蒸气的反应的条件，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识；对微观原子结构决定物质宏观性质的认识；3.3.掌握掌握Fe(OH)Fe(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3的制备原理及化学性质。的制备原理及化学性质。铁元素在自然界中的分布陨铁陨铁赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿陨铁是自然界中铁元素的单质形态，但是铁元素更多地以化合物的形式存陨铁是自然界中铁元素的单质形态，但是铁元素更多地以化合物的形式存在于矿石中。在于矿石中。钠在自然界有单质吗？为什么？钠在自然界有单质吗？为什么？铁的性质1 1铁的物理性质铁的物理性质铁有铁有_和和_。铁能。铁能_，但其导电性不如铜和铝。铁能被，但其导电性不如铜和铝。铁能被_吸引。吸引。2 2铁的化学性质铁的化学性质(1)(1)铁与铁与_的氧化剂的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去反应，铁原子失去2 2个电子生成个电子生成_价铁的化合物。价铁的化合物。(2)(2)铁与铁与_的氧化剂的氧化剂(如氯气等如氯气等)反应，铁原子则失去反应，铁原子则失去_个电子个电子生成生成_价铁的化合物。价铁的化合物。延展性延展性导热性导热性导电导电磁体磁体氧化性较弱氧化性较弱+2+2氧化性较强氧化性较强+3+33 3铁的性质(3)(3)红热的铁能与水蒸气发生反应，生成红热的铁能与水蒸气发生反应，生成_和和_。化学方。化学方程式：程式：_。四氧化三铁四氧化三铁氢气氢气3Fe4H2O(g)Fe3O44H2高温=铁的氧化物化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4纯净物纯净物俗称俗称_颜色和状态颜色和状态_色粉末色粉末_粉末粉末_色晶体色晶体铁的价态铁的价态_价价_价价2价、价、3价价水溶性水溶性_与盐酸反应与盐酸反应(离子方程式离子方程式)FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O铁红铁红磁性氧化物磁性氧化物黑黑红棕色红棕色黑黑+2+2+3+3不溶不溶不溶不溶不溶不溶铁的氢氧化物在两支试管中分别加入少量的在两支试管中分别加入少量的FeClFeCl3 3溶液和溶液和FeSOFeSO4 4溶液，然后各滴入溶液，然后各滴入NaOHNaOH溶液。溶液。铁的氢氧化物(1)(1)在在FeCl3FeCl3溶液中滴入溶液中滴入NaOHNaOH溶液，生成溶液，生成_沉淀，原因是沉淀，原因是_(_(填反应的离子方程式填反应的离子方程式)。(2)(2)在在FeSO4FeSO4溶液中滴入溶液中滴入NaOHNaOH溶液，生成溶液，生成_絮状沉淀，原因是絮状沉淀，原因是_(_(填反应的离子方程式填反应的离子方程式)，沉淀迅，沉淀迅速变成灰绿色，最后会有红褐色沉淀生成，原因是速变成灰绿色，最后会有红褐色沉淀生成，原因是_(_(填反应的化学方程式填反应的化学方程式)。红褐色红褐色白色白色Fe33OH=Fe(OH)3Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3颜色颜色_溶解性溶解性_制备制备_ _铁单质(3)Fe(OH)(3)Fe(OH)2 2与与Fe(OH)Fe(OH)3 3的制备与性质的制备与性质白色白色红褐色红褐色难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3性性质质还原性还原性_不稳不稳定性定性(隔绝空气加热隔绝空气加热)_与酸与酸反应反应_ _铁单质在空气中迅速被氧气氧化在空气中迅速被氧气氧化Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O铁及其氧化物的性质材料一：铁陨石在化学成分上除材料一：铁陨石在化学成分上除NiNi和和FeFe外，还含有外，还含有CoCo、S S、P P、CuCu、CrCr、GaGa、GeGe和和IrIr等元素。有少数铁陨石还含有硅酸盐包体。铁陨石与地球岩等元素。有少数铁陨石还含有硅酸盐包体。铁陨石与地球岩石十分相似，所以一般很难鉴别。石十分相似，所以一般很难鉴别。材料二：从上世纪材料二：从上世纪7070年代开始，珍品陨石的价格就已经与黄金相差无几。年代开始，珍品陨石的价格就已经与黄金相差无几。陨石最终的价值高低，要综合陨石的材质、结构、纹理等一起来评定，陨石最终的价值高低，要综合陨石的材质、结构、纹理等一起来评定，稀有陨石则可达到每克万元以上。稀有陨石则可达到每克万元以上。铁及其氧化物的性质1 1铁陨石可以应用磁铁检验法，说明单质铁具有哪些性质？铁陨石可以应用磁铁检验法，说明单质铁具有哪些性质？说明铁具有可以被磁铁吸引的性质。说明铁具有可以被磁铁吸引的性质。2 2铁陨石中主要含有铁陨石中主要含有FeFe和和NiNi，若取少量陨石，加入足量的稀盐酸，你，若取少量陨石，加入足量的稀盐酸，你会观察到哪些现象会观察到哪些现象(假设铁陨石的其他成分不与盐酸反应假设铁陨石的其他成分不与盐酸反应)？请写出相关？请写出相关的化学方程式。的化学方程式。铁及其氧化物的性质3 3某化学兴趣小组讨论：金属钠可以与水剧烈反应，生成氢气与氢氧某化学兴趣小组讨论：金属钠可以与水剧烈反应，生成氢气与氢氧化钠，那么金属铁是否可以与水反应呢？如果反应会生成氢气吗？针对化钠，那么金属铁是否可以与水反应呢？如果反应会生成氢气吗？针对问题，该小组设计出如下的实验装置进行探究。问题，该小组设计出如下的实验装置进行探究。铁及其氧化物的性质方法方法方法一（实验改进）方法一（实验改进）方法二方法二气体检验用小试管C收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了_用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了_实验结论_化学方程式_方法二中湿棉花的作用_H2 H2 铁可与水蒸气反应，生成的气体为铁可与水蒸气反应，生成的气体为H H2 2 提供反应所需水蒸气提供反应所需水蒸气 掌握铁的氧化物的性质1 1阿尔法磁谱仪又译为反物质太空磁谱仪，我国科学家为磁谱仪倾注阿尔法磁谱仪又译为反物质太空磁谱仪，我国科学家为磁谱仪倾注了大量心血，磁谱仪已随航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存了大量心血，磁谱仪已随航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存在在“反物质反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是仪的核心部件的材料是FeOFeO、FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4中的哪一种？中的哪一种？FeFe3 3O O4 4。制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，在。制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，在铁的各种化合物中，只有铁的各种化合物中，只有FeFe3 3O O4 4是具有磁性的物质，其他均不具有磁性。是具有磁性的物质，其他均不具有磁性。掌握铁的氧化物的性质2 2“秦砖汉瓦秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。都是由黏土烧制的是我国传统建筑文化的一个缩影。都是由黏土烧制的砖瓦砖瓦(黏土中含有铁元素黏土中含有铁元素)，有的是黑色的，有的却是红色的，请分析其，有的是黑色的，有的却是红色的，请分析其颜色不同的原因？颜色不同的原因？砖瓦显黑色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与砖瓦显黑色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与O O2 2反应，生成黑色反应，生成黑色的的FeOFeO与与FeFe3 3O O4 4。砖瓦显红色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与砖瓦显红色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与O O2 2反应，生成红棕反应，生成红棕色的色的FeFe2 2O O3 3。铁的还原性铁的还原性铁的还原性从氧化还原反应的角度，分析从氧化还原反应的角度，分析FeOFeO、Fe2O3Fe2O3、Fe3O4Fe3O4的氧化性和还原性。的氧化性和还原性。FeOFeO有还原性，有还原性，FeFe2 2O O3 3有氧化性，有氧化性，FeFe3 3O O4 4既有氧化性又有还原性。但既有氧化性又有还原性。但FeOFeO与与FeFe2 2O O3 3中中FeFe元素价态相邻，两者不会反应。元素价态相邻，两者不会反应。FeOFeO、FeFe3 3O O4 4遇强氧化性酸遇强氧化性酸(如如HNOHNO3 3)发生氧化还原反应，发生氧化还原反应，2 2价的铁均被氧化成价的铁均被氧化成3 3价。价。氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁不稳定，工业上和生活上通常都是把它转化为氢氧化铁，再氢氧化亚铁不稳定，工业上和生活上通常都是把它转化为氢氧化铁，再进行利用。某化学兴趣小组用如图所示装置制备氢氧化亚铁。将吸有进行利用。某化学兴趣小组用如图所示装置制备氢氧化亚铁。将吸有NaOHNaOH溶液的胶头滴管悬空于试管上方，缓慢挤出溶液的胶头滴管悬空于试管上方，缓慢挤出NaOHNaOH溶液，均匀滴入试溶液，均匀滴入试管中的管中的FeSOFeSO4 4溶液中。溶液中。该小组同学反映该试管中出现以下现象：试管中先生成白色沉淀，迅速该小组同学反映该试管中出现以下现象：试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。变成灰绿色，最后变成红褐色。氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁的制备方法氢氧化亚铁的制备方法(1)(1)写出发生该现象的化学方程式：写出发生该现象的化学方程式：_。(2)(2)利用该方法能否制备氢氧化亚铁：利用该方法能否制备氢氧化亚铁：_。(3)(3)实验室要制取实验室要制取Fe(OH)2Fe(OH)2，关键是，关键是_。FeSOFeSO4 42NaOH=Fe(OH)2NaOH=Fe(OH)2 2NaNa2 2SOSO4 4、4Fe(OH)4Fe(OH)2 2O O2 22H2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3不能不能避免生成的避免生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2接触接触O O2 2氢氧化亚铁的制备(4)(4)该小组对制取装置进行了改进，取用最新配制的该小组对制取装置进行了改进，取用最新配制的FeSOFeSO4 4溶液；溶液；NaOHNaOH溶液溶液加热煮沸并冷却后使用，成功制得了氢氧化亚铁。加热煮沸并冷却后使用，成功制得了氢氧化亚铁。NaOHNaOH溶液要经过加热煮沸，目的是溶液要经过加热煮沸，目的是_；在在FeSO4FeSO4溶液表面覆盖一层苯，作用是溶液表面覆盖一层苯，作用是_。赶走溶解的氧气赶走溶解的氧气 隔绝空气中的氧气隔绝空气中的氧气 氢氧化亚铁的制备制备制备Fe(OH)Fe(OH)2 2时防氧化措施时防氧化措施(1)(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)(2)将盛有将盛有NaOHNaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出挤出NaOHNaOH溶液。溶液。(3)(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H H2 2、N N2 2、稀有气体等。、稀有气体等。(4)(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。氢氧化亚铁的制备【注意注意】(1)(1)氢氧化亚铁制备时所用水如不煮沸，其中会有氧气，制得的氢氧化亚铁制备时所用水如不煮沸，其中会有氧气，制得的氢氧化亚铁易被氧化；氢氧化亚铁易被氧化；(2)(2)制得的氢氧化亚铁不能接触氧气等具有氧化性的物质，否则会被氧化制得的氢氧化亚铁不能接触氧气等具有氧化性的物质，否则会被氧化变为红褐色。变为红褐色。随堂训练有人设计出一种在隔绝空气条件下钠与有人设计出一种在隔绝空气条件下钠与FeSOFeSO4 4溶液反应的方法以验证反应溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往实质。实验时，往100mL100mL的大试管中先加的大试管中先加40mL40mL煤油，取煤油，取3 3粒米粒大小的金