2019-2020學(xué)年新人教版必修1：3.1.1鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物課件（40張）

1、第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物第1課時(shí)鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物一、鐵的單質(zhì)一、鐵的單質(zhì)1.1.鐵元素的存在鐵元素的存在鐵在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鐵在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和_,_,居第居第_位位, ,主要以主要以_價(jià)和價(jià)和_價(jià)化合物的形式存在。價(jià)化合物的形式存在。2.2.物理性質(zhì)物理性質(zhì)鐵有鐵有_和和_,_,鐵能導(dǎo)電鐵能導(dǎo)電, ,但導(dǎo)電性不如銅和但導(dǎo)電性不如銅和鋁。鐵能被磁鐵吸引。鋁。鐵能被磁鐵吸引。鋁鋁四四+2+2+3+3延展性延展性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性3.3.鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)(1)鐵與非金屬單質(zhì)、酸、鹽溶液的反應(yīng)鐵與非金屬單質(zhì)、酸、鹽溶液的反應(yīng)鐵與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式鐵與

2、氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:_;:_;加熱條件下加熱條件下, ,鐵與弱氧化性的鐵與弱氧化性的S S單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式方程式:_;:_;鐵與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的離子方程式鐵與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的離子方程式: :_。鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的離子方程式鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的離子方程式: :_。=點(diǎn)燃點(diǎn)燃=2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3Fe+S FeSFe+S FeSFe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 2Fe+CuFe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu(2)(2)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置 操

3、作操作現(xiàn)象現(xiàn)象用火柴點(diǎn)燃肥皂液用火柴點(diǎn)燃肥皂液, ,聽(tīng)到聽(tīng)到_聲聲, ,證明生成了證明生成了_實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論在高溫下在高溫下, ,鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成H H2 2, ,化學(xué)方程式為化學(xué)方程式為_(kāi)高溫高溫=爆鳴爆鳴H H2 23Fe+4H3Fe+4H2 2O(g) FeO(g) Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2【巧判斷巧判斷】(1)(1)鐵在加熱條件下與液態(tài)水或水蒸氣均能反應(yīng)鐵在加熱條件下與液態(tài)水或水蒸氣均能反應(yīng)( () )提示提示: :。FeFe在加熱條件下與液態(tài)水不反應(yīng)在加熱條件下與液態(tài)水不反應(yīng), ,但在高溫但在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)生成條件下與水蒸氣反應(yīng)生成F

4、eFe3 3O O4 4和和H H2 2。(2)(2)還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置中濕棉花的作用是生還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置中濕棉花的作用是生成水蒸氣成水蒸氣( () )提示提示: :。高溫條件下濕棉花中的水分生成水蒸氣。高溫條件下濕棉花中的水分生成水蒸氣。二、鐵的重要化合物二、鐵的重要化合物1.1.鐵的氧化物鐵的氧化物化學(xué)式化學(xué)式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4俗稱俗稱_顏色和狀顏色和狀態(tài)態(tài)_色粉末色粉末_色色粉末粉末_色晶體色晶體鐵的價(jià)態(tài)鐵的價(jià)態(tài)_價(jià)價(jià)_價(jià)價(jià)+2+2價(jià)、價(jià)、+3+3價(jià)價(jià)水溶性水溶性_鐵紅鐵紅磁性氧化鐵磁性氧化鐵黑黑紅棕紅棕黑黑+2+2+3+3

5、不溶不溶不溶不溶不溶不溶化學(xué)式化學(xué)式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4與鹽酸反與鹽酸反應(yīng)應(yīng)( (離子方離子方程式程式) )FeO+2HFeO+2H+ +=FeFe2+2+H+H2 2O OFeFe2 2O O3 3+6H+6H+ +=_FeFe3 3O O4 4+8H+8H+ +=FeFe2+2+2Fe+2Fe3+3+4H+4H2 2O O與與COCO的反應(yīng)的反應(yīng) FeFex xO Oy y+y CO x Fe+y CO+y CO x Fe+y CO2 2 高溫高溫=2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O O【微點(diǎn)撥微點(diǎn)撥】FeOFeO、FeFe2 2O O3 3

6、屬于堿性氧化物屬于堿性氧化物,Fe,Fe3 3O O4 4不屬于堿不屬于堿性氧化物。性氧化物?！厩榫城榫乘伎妓伎肌慷鸥κ翘拼鷤ゴ笤?shī)人杜甫是唐代偉大詩(shī)人, ,他的代表作之一他的代表作之一自京赴奉自京赴奉先縣詠懷五百字先縣詠懷五百字中有句千古名句中有句千古名句:“:“朱門(mén)酒肉臭朱門(mén)酒肉臭, ,路路有凍死骨。有凍死骨?！边@里為何稱為這里為何稱為“朱門(mén)朱門(mén)”呢呢? ?提示提示: :古代王公貴族的住宅大門(mén)用氧化鐵漆成紅色古代王公貴族的住宅大門(mén)用氧化鐵漆成紅色, ,表表示尊貴示尊貴, ,稱為稱為“朱門(mén)朱門(mén)”, ,后來(lái)借指豪富人家。后來(lái)借指豪富人家。2.2.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物( (實(shí)驗(yàn)探究鐵的氫氧化物

7、的生成與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)探究鐵的氫氧化物的生成與轉(zhuǎn)化) )在兩支試管中分別加入少量的在兩支試管中分別加入少量的FeClFeCl3 3溶液和溶液和FeSOFeSO4 4溶液溶液, ,然后各滴入然后各滴入NaOHNaOH溶液。溶液。(1)(1)在在FeClFeCl3 3溶液中滴入溶液中滴入NaOHNaOH溶液溶液, ,生成生成_沉淀沉淀, ,原原因是因是_(_(填反應(yīng)的離子方程式填反應(yīng)的離子方程式) )。(2)(2)在在FeSOFeSO4 4溶液中滴入溶液中滴入NaOHNaOH溶液溶液, ,生成生成_絮狀沉淀絮狀沉淀, ,原因是原因是_(_(填反應(yīng)的離子方程式填反應(yīng)的離子方程式),),沉淀迅速變成灰綠色沉

8、淀迅速變成灰綠色, ,最后會(huì)有紅褐色沉淀生成最后會(huì)有紅褐色沉淀生成, ,原因原因是是_(_(填反應(yīng)的化學(xué)方程填反應(yīng)的化學(xué)方程式式) )。紅褐色紅褐色FeFe3+3+3OH+3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3白色白色FeFe2+2+2OH+2OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)室制備實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)Fe(OH)2 2裝置的改進(jìn)裝置的改進(jìn)【重點(diǎn)釋疑重點(diǎn)釋疑】1.1.防止防止Fe(OH)Fe(OH)2 2氧化的方法氧化的方法(1)(1)將配制溶液的蒸

9、餾水煮沸將配制溶液的蒸餾水煮沸, ,除去其中的氧氣。除去其中的氧氣。(2)(2)將盛有將盛有NaOHNaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管內(nèi)的亞鐵溶液的膠頭滴管尖端插入試管內(nèi)的亞鐵鹽溶液底部鹽溶液底部, ,并慢慢擠出并慢慢擠出NaOHNaOH溶液。溶液。(3)(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣, ,如如H H2 2、N N2 2、稀有氣體、稀有氣體等。等。(4)(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層, ,如苯、植物油等。如苯、植物油等。2.2.實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)【思考思考討論討論】(1)(1)改進(jìn)后裝置制備改進(jìn)后裝置制備Fe(OH)Fe(OH)2

10、2時(shí)為什么能較長(zhǎng)時(shí)間觀時(shí)為什么能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀察到白色沉淀? ?提示提示: :配制溶液的蒸餾水煮沸配制溶液的蒸餾水煮沸, ,除去溶解的氧氣除去溶解的氧氣, ,然后用然后用苯液封苯液封, ,防止空氣溶解防止空氣溶解, ,裝有裝有NaOHNaOH溶液的滴管插入液面溶液的滴管插入液面下慢慢擠出溶液下慢慢擠出溶液, ,這些操作均能防止這些操作均能防止Fe(OH)Fe(OH)2 2與氧氣接與氧氣接觸觸, ,避免其被氧化避免其被氧化, ,因此能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。因此能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。(2)(2)改進(jìn)后裝置能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀的原因是改進(jìn)后裝置能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀的原因是什么什

11、么? ? 提示提示: :鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣排除了裝置內(nèi)的空鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣排除了裝置內(nèi)的空氣氣, ,同時(shí)試管內(nèi)剩余的氫氣起到保護(hù)氣的作用同時(shí)試管內(nèi)剩余的氫氣起到保護(hù)氣的作用, ,防止了防止了Fe(OH)Fe(OH)2 2與氧氣接觸與氧氣接觸, ,避免其被氧化避免其被氧化, ,因此能較長(zhǎng)時(shí)間觀因此能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。察到白色沉淀?！景咐痉栋咐痉丁俊镜淅淅繗溲趸瘉嗚F不穩(wěn)定氫氧化亞鐵不穩(wěn)定, ,通常被氧化為氫氧化鐵通常被氧化為氫氧化鐵, ,氫氧化鐵為棕色或紅褐色粉末或深棕色絮狀沉淀或膠氫氧化鐵為棕色或紅褐色粉末或深棕色絮狀沉淀或膠體體, ,用來(lái)制顏料、藥物用來(lái)制顏料、

12、藥物, ,用作凈水劑用作凈水劑( (膠體時(shí)膠體時(shí)),),也可用來(lái)也可用來(lái)作砷的解毒藥等。作砷的解毒藥等。下面是某同學(xué)用不含下面是某同學(xué)用不含F(xiàn)eFe3+3+的的FeSOFeSO4 4溶液與不含溶液與不含O O2 2的蒸餾的蒸餾水配制的水配制的NaOHNaOH溶液反應(yīng)制備溶液反應(yīng)制備Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀的方案。白色沉淀的方案。請(qǐng)回答下列各問(wèn)題請(qǐng)回答下列各問(wèn)題: :(1)(1)分析硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵易被氧化的原因。分析硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵易被氧化的原因。( (宏觀辨識(shí)與微觀探析宏觀辨識(shí)與微觀探析) )(2)(2)用硫酸亞鐵晶體配制上述用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSOFeSO4 4

13、溶液時(shí)還需要加入溶液時(shí)還需要加入固體固體, ,該固體是什么該固體是什么? ?( (科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)) )(3)(3)除去蒸餾水中溶解的除去蒸餾水中溶解的O O2 2常采用什么方法常采用什么方法? ?( (科學(xué)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)探究與創(chuàng)新意識(shí)) )(4)(4)生成生成Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O O2 2的的NaOHNaOH溶液溶液, ,插入插入FeSOFeSO4 4溶液液面下溶液液面下, ,再擠出再擠出NaOHNaOH溶液。溶液。這樣操作的理由是什么這樣操作的理由是什么? ?( (科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)科學(xué)探究

14、與創(chuàng)新意識(shí)) )【解析解析】(1)(1)硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵中鐵為硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵中鐵為+2+2價(jià)價(jià), ,可以可以升高到升高到+3+3價(jià)價(jià), ,具有還原性具有還原性, ,易被氧化易被氧化;(2) Fe;(2) Fe2+2+易被空氣易被空氣中的中的O O2 2氧化氧化, ,要加鐵粉要加鐵粉, ,將被氧化的將被氧化的FeFe3+3+還原成還原成FeFe2+2+; ;(3)(3)氣體的溶解度隨著溫度升高而降低氣體的溶解度隨著溫度升高而降低, ,所以煮沸后的所以煮沸后的蒸餾水中溶解的蒸餾水中溶解的O O2 2變少變少;(4)Fe(OH);(4)Fe(OH)2 2沉淀很容易被氧氣沉淀很容易被氧氣氧化

15、氧化, ,長(zhǎng)滴管插入溶液液面下長(zhǎng)滴管插入溶液液面下, ,可防止可防止Fe(OH)Fe(OH)2 2與氧氣接與氧氣接觸而被氧化。觸而被氧化。答案答案: :(1)(1)硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵中鐵為硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵中鐵為+2+2價(jià)價(jià), ,可以升高可以升高到到+3+3價(jià)價(jià), ,具有還原性具有還原性, ,易被氧化易被氧化(2)(2)鐵粉鐵粉(3)(3)煮沸煮沸(4)(4)避免生成的避免生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀接觸沉淀接觸O O2 2而被氧化而被氧化【規(guī)律方法規(guī)律方法】制備制備Fe(OH)Fe(OH)2 2的關(guān)鍵的關(guān)鍵制備制備Fe(OH)Fe(OH)2 2的關(guān)鍵是降低反應(yīng)體系中氧氣的存在

16、量和的關(guān)鍵是降低反應(yīng)體系中氧氣的存在量和操作過(guò)程中氧氣的引入量。如上題方案采用的方法操作過(guò)程中氧氣的引入量。如上題方案采用的方法: :(1)(1)采用新制備的純亞鐵鹽溶液采用新制備的純亞鐵鹽溶液(Fe(Fe2+2+易被空氣中的氧氣易被空氣中的氧氣氧化成氧化成FeFe3+3+););(2)(2)將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸( (除去溶解在蒸餾水中除去溶解在蒸餾水中的氧氣的氧氣););(3)(3)將堿直接加到亞鐵鹽溶液的底部將堿直接加到亞鐵鹽溶液的底部 使使Fe(OH)Fe(OH)2 2與空氣與空氣隔離隔離;(4)(4)還可以在亞鐵鹽溶液液面上加隔氧劑還可以在亞鐵鹽溶液液面上加

17、隔氧劑( (如加入苯等如加入苯等密度比水小密度比水小, ,而又不溶于水的有機(jī)溶劑而又不溶于水的有機(jī)溶劑) )?！具w移遷移應(yīng)用應(yīng)用】如圖所示裝置可用來(lái)制取和觀察如圖所示裝置可用來(lái)制取和觀察Fe(OH)Fe(OH)2 2在空氣中被氧在空氣中被氧化時(shí)顏色的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和化時(shí)顏色的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6 molL6 molL-1-1的的硫酸硫酸, ,其他試劑任選。其他試劑任選。填寫(xiě)下列空白填寫(xiě)下列空白: :(1)B(1)B中盛有一定量的中盛有一定量的NaOHNaOH溶液溶液,A,A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是是_,A_,A中反應(yīng)的離子方程式是中反應(yīng)的離子方程式是_。(2)(

18、2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先將止水夾實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先將止水夾E_(E_(填填“打開(kāi)打開(kāi)”或或“關(guān)閉關(guān)閉”),C),C中收集到氣體的主要成分是中收集到氣體的主要成分是_。(3)(3)簡(jiǎn)述生成簡(jiǎn)述生成Fe(OH)Fe(OH)2 2的操作過(guò)程的操作過(guò)程:_:_。(4)(4)拔去裝置拔去裝置B B中的橡皮塞中的橡皮塞, ,使空氣進(jìn)入使空氣進(jìn)入, ,寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式:_:_?！窘馕鼋馕觥繉?shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先打開(kāi)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先打開(kāi)E,E,讓讓H H2 2把把A A、B B裝置中的空裝置中的空氣排出氣排出, ,讓讓Fe(OH)Fe(OH)2 2在在H H2 2氣氛中生成氣氛中生成, ,以便較長(zhǎng)時(shí)間觀察

19、以便較長(zhǎng)時(shí)間觀察Fe(OH)Fe(OH)2 2的顏色。的顏色。H H2 2充滿充滿B B后關(guān)閉后關(guān)閉E,AE,A中的中的FeSOFeSO4 4溶液沿豎溶液沿豎直長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)入直長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)入B B瓶瓶, ,與與NaOHNaOH反應(yīng)?？諝膺M(jìn)入裝置反應(yīng)?？諝膺M(jìn)入裝置B B后后,Fe,Fe2+2+被氧化為被氧化為FeFe3+3+。答案答案: :(1)(1)鐵屑鐵屑Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 2(2)(2)打開(kāi)打開(kāi)H H2 2(3)(3)關(guān)閉止水夾關(guān)閉止水夾E,E,使使FeSOFeSO4 4溶液壓入溶液壓入B B瓶中進(jìn)行反應(yīng)瓶中進(jìn)行反應(yīng)(4)4Fe(OH)(4)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O