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1、第三章、铁 金属材料第一节、铁及其化合物第 一 课 时第 一 课 时 铁 的 单 质铁 的 单 质学习目标学习目标掌握单质铁的化学性质掌握单质铁的化学性质3学习单质铁的物理性质学习单质铁的物理性质2认识铁元素在自然界的存在形式认识铁元素在自然界的存在形式1新课导入人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质单质形态存在；形态存在；但主要是以但主要是以 +2+2 价和价和 +3+3 价价化合物的形态存在于化合物的形态存在于矿石矿石中。中。陨铁铁元素的存在形式铁元素的存在形式磁铁矿 Fe3O4菱铁矿 FeCO3赤铁矿 Fe2O3新课展
2、示黄铁矿 FeS2铁矿场丹霞地貌的岩层因 Fe2O3 而呈红色铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。地壳中元素含量递减O Si Al Fe铁元素的存在形式铁元素的存在形式新课展示 熔点：1535；沸点：2750；密度：7.86 g/cm3。有延展性和导热性。能导电，但其导电性不如铜和铝。能被磁铁吸引。1、物理性质 银白色，有金属光泽。一、铁单质铁单质具有那些化学性质呢?根据金属活动顺序表，铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生反应。如：铁与氯气反应，铁与稀盐酸反应，铁硫酸铜反应。【思考讨论】金属活动性顺序表金属活动性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn K Ca Na Mg A
3、l Zn FeFe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au2、铁的原子结构一、铁单质容易容易失去最外层电子以及部分次外层电子失去最外层电子以及部分次外层电子，表现出，表现出较强的还原性。较强的还原性。在化合物中表现出在化合物中表现出+2+2价、价、+3+3价和价和+6+6价，其中价，其中+2+2价和价和+3+3价较常见，价较常见，+6+6价少见。价少见。铁与铁与 ClCl2 2 反应：反应：点燃2Fe+3Cl2 2FeCl3铁与铁与 OO2 2 反应：反应：点燃3Fe+2O2 Fe3O4现象：产生大量棕红色烟现象：产生大量棕红色烟现象：火星四
4、射，生成黑色晶体。现象：火星四射，生成黑色晶体。铁与 S 反应：点燃Fe+S FeS硫化亚铁硫化亚铁3、化学性质一、铁单质1 1）：铁与活泼非金属单质（）：铁与活泼非金属单质（）：铁与活泼非金属单质（）：铁与活泼非金属单质（OO2 2、ClCl2 2 、I I2 2、S S）的反应）的反应）的反应）的反应铁与铁与 I I2 2 反应：反应：点燃Fe+I I2 2 Fe I I2 2碘化亚铁碘化亚铁+2+2+3+2、+3请写出各化合物中铁的化合价，并用单线桥描述电子转移的方向和数目。请写出各化合物中铁的化合价，并用单线桥描述电子转移的方向和数目。8e6e2e2e结论：铁遇强氧化剂得+3价的铁的化
5、合物。铁遇弱氧化剂得+2价的铁的化合物。氧化性酸和酸的氧化性 是指是指酸根中的成酸元素（中心原子）酸根中的成酸元素（中心原子）在反应中表现出较强的获得电子的在反应中表现出较强的获得电子的能力，如浓硫酸能力，如浓硫酸 、浓硝酸、浓硝酸 、稀硝酸、次氯酸都是氧化性酸。、稀硝酸、次氯酸都是氧化性酸。即酸根获得电子即酸根获得电子有氧化性有氧化性氧化性酸。氧化性酸。酸的氧化性：酸的氧化性：非氧化性酸：非氧化性酸：氧化性酸：氧化性酸：是指酸在水溶液中都能不同程度地电离出是指酸在水溶液中都能不同程度地电离出，获得电子表现出氧化性，所以说，获得电子表现出氧化性，所以说，酸都具有氧化性。酸都具有氧化性。即酸中即
6、酸中获得电子获得电子有氧化性有氧化性酸的氧化性。酸的氧化性。如：盐酸、氢氟酸、磷酸如：盐酸、氢氟酸、磷酸、稀硫酸、稀硫酸非氧化性酸是指在反应中只能表现出氢离子的弱氧化性的酸。如：非氧化性酸是指在反应中只能表现出氢离子的弱氧化性的酸。如：HCl,HBrHCl,HBr，HFHF，磷酸，稀硫酸等。，磷酸，稀硫酸等。氧化性酸和酸的氧化性氧化性酸和酸的氧化性 3、化学性质一、铁单质2 2）：铁酸的反应）：铁酸的反应）：铁酸的反应）：铁酸的反应Fe+2HCl =FeCl2+H2Fe+H2SO4 =FeSO4+H2Fe+2H+=Fe2+H23、化学性质一、铁单质2 2）：铁酸的反应）：铁酸的反应）：铁酸的反
7、应）：铁酸的反应a a：与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应的反应：与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应的反应：与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应的反应：与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应的反应请写出各反应的化学方程式并改写成离子方程式，请写出各反应的化学方程式并改写成离子方程式，并用单线桥描述电子转移的方向和数目。并用单线桥描述电子转移的方向和数目。2e结论：铁与非氧化性酸反应的实质与电离的H+反应生成含+2价的铁的化合物。b b：与氧化性酸（稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸）反应的反应：与氧化性酸（稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸）反应的反应：与氧化性酸（稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸）反应的反应：与氧化性酸（稀硝酸、浓硝酸、浓
8、硫酸）反应的反应Fe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O铁和铝在常温的浓硝酸、浓铁和铝在常温的浓硝酸、浓HH2 2SOSO4 4中发生钝化，但在加热条件下，钝化作用立即遭到破中发生钝化，但在加热条件下，钝化作用立即遭到破坏。坏。Fe+6HNO3(浓浓)Fe(NO3)3+3NO2+3H2OFe+6H2SO4(浓浓)Fe2(SO4)3+3SO2+3H2OFe+4H+NO3-=Fe3+NO+2H2OFe+6H+3NO3-Fe3+3 NO2+3H2O3、化学性质一、铁单质2 2）：铁酸的反应）：铁酸的反应）：铁酸的反应）：铁酸的反应若铁过量：若铁过量：Fe+4H+NO3-=Fe3+N
9、O+2H2O Fe+2Fe3+=3Fe3+总反应式：总反应式：3 3Fe+8H+2NO3-=3 Fe2+2NO+4H2O结论：铁与氧化性酸反应的实质与电离的酸根离子反应生成含+3价的铁的化合物。Fe+CuSOFe+CuSO4 4=Fe=FeSOSO4 4+Cu+Cu3 3 3 3）：铁与某些盐溶液（）：铁与某些盐溶液（）：铁与某些盐溶液（）：铁与某些盐溶液（CuSOCuSOCuSOCuSO4 4 4 4、AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3、FeClFeClFeClFeCl3 3 3 3）的反应）的反应）的反应）的反应Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2FeCl3=3FeCl2Fe
10、+2Fe3+=3Fe2+Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag Fe+2Ag+=Fe2+2Ag 3、化学性质一、铁单质结论：铁单质置换不活泼金属，生成含+2价的铁的化合物。请写出各反应的化学方程式并改写成离子方程式，请写出各反应的化学方程式并改写成离子方程式，并用单线桥描述电子转移的方向和数目。并用单线桥描述电子转移的方向和数目。2e2e2e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铁与水会反应吗?【思考讨论】生活经验告诉我们，生活经验告诉我们，常温及加热条件下常温及加热条件下，铁与水是不发生反应的铁与水是不发生反应的。那
11、么在高温下，那么在高温下，铁能与水发生反应吗铁能与水发生反应吗?请设计一个简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。请设计一个简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。1 1、水蒸气的发生装置、水蒸气的发生装置2 2、水蒸气与铁粉反应装置、水蒸气与铁粉反应装置3 3、产物的检验、产物的检验 (收集收集)装置装置【思维启迪】3、化学性质一、铁单质4 4）：铁与）：铁与）：铁与）：铁与H H2 2OO的反应的反应的反应的反应实验现象：蒸发皿中产生大量肥皂泡，蒸发皿中产生大量肥皂泡，试管中固体仍呈黑色。试管中固体仍呈黑色。实验结论：有气体生成。有气体生成。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 高温观察下列反
12、应式，查看铁的化合价变化有何异同。【结论】Fe 与弱氧化剂反应：Fe 2e-Fe2+如：HCl、稀H2SO4、盐溶液 等【思考讨论】点燃2Fe+3Cl2 2FeCl3Fe+2HCl =FeCl2+H2Fe+CuSOFe+CuSO4 4=Fe=FeSOSO4 4+Cu+CuFe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2OFe 与强氧化剂反应：Fe 3e-Fe3+如：Cl2、HNO3 等 铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3，如图）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4，如图）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3nH2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO
13、3）、黄铁矿（主要成分是FeS2，如图）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。一、铁单质4、铁的存在一、铁单质5、铁的用途人生志气立，所贵功业昌。志气和贫困是患难兄弟，世人常见他们伴在一起。自信是成功的第一秘诀不为穷变节，不为贱易志。三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。石看纹理山看脉，人看志气树看材。与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。卒子过河，意在吃帅。以天下为己任。志，气之帅也。制备还原剂制备还原剂CO：赤铁矿（赤铁矿（Fe2O3）的还原：）的还原：一、铁单质6、工业铁的冶炼人体中的铁元素人体中的铁元素铁在人体中的含量为 45 g，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功能性铁储存铁参与氧的运输与一些酶结合缺铁会造成记忆力、免疫力、对温度适应力下降、贫血【资料卡片】