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课件网) 人教版必修第一册 网 科 学 第三章 铁 金属材料 第1节 铁及其化合物 3.1.1 铁的单质、氧化物和氢氧化物 铁在生活中的应用广泛 一、铁元素在自然界中的分布 陨铁 赤铁矿 磁铁矿 陨铁是自然界中铁元素的单质形态，但是铁元素更多地主要以+2价和+3价化合物的形式存在于矿石中。人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 二、单质铁 1、铁的物理性质 方铁 圆铁 化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应。 ①银白色金属，能被磁体吸引 ②导电性（不如铜、铝） 、 导热性、延展性 ③熔点：1535℃，沸点：2750℃， 密度7.86 g/cm3 2、铁的化学性质 思考·讨论 1.观察下列化学反应方程式，铁的化合价变化有何异同？ Fe + 2HCl———2FeCl2 + H2 2Fe + 3Cl2———2FeCl3 点燃 Fe + CuSO4———FeSO4 + Cu Fe FeCl3 化合价升高 0 +3 Fe FeCl2 化合价升高 0 +2 Fe FeSO4 化合价升高 0 +2 2、为什么有的化学方程式中铁的化合价变成+2，有的变成+3？ Fe Fe2+ Fe3+ 弱氧化剂 S、H+、Cu2+等 强氧化剂 Cl2、HNO3等 ①与非金属反应 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Δ 3Fe+2O2 Fe3O4 点燃 Fe + S FeS Δ ②与酸反应 Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑ ③与盐反应 Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+ 3、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。这是为什么呢？ 钢水注入干燥的模具 提示：铁与水会反应吗？ 生活经验告诉我们，常温下，铁与水是不发生反应的。但在高温下，铁能与水发生反应。 思考与交流： 假设铁能与水反应，反应条件能否是常温？为什么？ 钠在常温下与冷水剧烈反应；镁在加热条件下与热水剧烈反应；铝在加热条件下与沸水才能反应；根据金属活动性顺序可以推断，铁与水反应的条件应该比铝还高而不是常温。 模拟实验方案： 为了检验铁与水在一定条件下是否能够发生反应，有人设计了如下三种方案进行了实验并得到了不错的实验效果。 方案1: 水蒸气与铁粉反应装置 产物收集装置 水蒸气的发生装置 方案2: 方案3: 提示:A处提供反应需要的水蒸气;B处提供反应需要的“高温”条件;C处检验反应产物。 实验现象:肥皂液产生肥皂泡,把燃着的火柴靠近,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中,证明生成了H2。 红热的铁可以与水蒸气反应，反应方程式为： 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 【思考与交流】 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 金属性越强，越容易与水反应，反应越剧烈 比较钠和铁分别与水的反应，总结金属与水的反应规律 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 钠与冷水剧烈反应;铁常温下和加热条件下与液态水不反应,高温水蒸气才能与铁粉反应。金属与水反应的本质是金属与水电离产生的H+反应生成氢气。 典例剖析 某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题: (1)A装置的作用是 , 烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。 (2)写出装置B中发生反应的化学 方程式: , 该反应中氧化剂是 , 氧化产物是 。 (3)D的作用是 。 (4)E中的实验现象是 。 (5)A、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯),点燃E处酒精灯之前应进行的操作是 。 产生水蒸气 防止加热时液体暴沸 吸收未反应的水蒸气,干燥H2 黑色固体变成红色,玻璃管内壁上有水珠生成 A 收集H2并检验其纯度 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 H2O Fe3O4 FeO Fe2O3 Fe3O4 稳定性 铁的 化合价 色、态 俗称 溶解性 分类 与盐酸反应 用途 +2 不稳定 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁红 磁性氧化铁 都不溶于水 FeO+2H+ = Fe2++H2O Fe2O3+6H+ =2 ... ...
