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文檔簡介
導入[問題思考]下面這些鐵制品是游離態的鐵,還是化合態的鐵呢?一、鐵的存在形式1.鐵在自然界中的存在形式。鐵在自然界中以單質形態存在,主要以+2價和+3價化合物的形態存在于礦石中。鐵元素在地殼中的含量僅次于氧,硅和鋁,居第四位。二、鐵的冶煉及應用[問題思考1]如何把鐵從鐵礦石中提煉出來呢?二、鐵的冶煉及應用1.鐵的冶煉二、鐵的冶煉及應用[問題思考2]工業煉鐵的原料、原理分別是什么?
鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。(1)煉鐵原料:鐵礦石、焦炭、石灰石。(2)煉鐵原理:C+O2CO2,C+CO22C,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2二、鐵的冶煉及應用[資料卡片]鐵的應用史鐵制物件最早發現于公元前3500年的古埃及。它們包含87.5%的鎳,表明它們來自流星。古代小亞細亞半島(也就是現今的土耳其)的赫梯人是第一個從鐵礦石中熔煉鐵的,約公元前1500年,這種新的、堅硬的金屬給了他們經濟和政治上的力量,鐵器時代開始了。中國也是最早發現和掌握煉鐵技術的國家之一。1978年,在北京平谷縣劉河村發掘出一座商代陵墓,出土了許多青銅器,其中最引人注目的是一件古代鐵刃銅,經鑒定鐵刃是由隕鐵鍛制的,這不僅表明中國最早發明的鐵來自隕鐵,也表明3300多年以前我國勞動人民就認識了鐵,熟悉了鐵的鍛造性能,識別了鐵與青銅在性質上的差別,并能夠把鐵鑄在銅兵器的刃部,加強銅的堅韌性。隨著青銅熔煉技術的成熟,逐漸為鐵的冶煉技術的發展創造了條件。三、鐵單質的性質[問題思考1]美味麥片里含有鐵粉,能放心吃嗎?鐵是人體必需的化學元素,食品中可以添加食品級的“鐵”。這些“鐵”隨食物進入人體后,會跟胃酸發生化學反應,生成可被吸收的二價鐵。而二價鐵對人體是有益的,是可以被人體吸收的。三、鐵單質的性質[問題思考2]配料表中的還原鐵是不是鐵的單質呢?該如何驗證呢?可以用化學實驗進行檢測。鐵粉會溶解于鹽酸,生成淺綠色的二價鐵離子。結論:“還原鐵”即為單質鐵。
三、鐵單質的性質1.鐵的物理性質三、鐵單質的性質2.鐵的化學性質(1)和非金屬單質反應3Fe+2O2Fe3O4
2Fe+3Cl22FeCl3(2)和酸反應Fe+2H+Fe2++H2↑(3)和鹽溶液反應Fe和CuSO4溶液反應(濕法煉銅):Fe+Cu2+Fe2++Cu。三、鐵單質的性質[問題思考3]在鐵與氯氣、鹽酸、硫酸銅溶液的反應中,鐵的化合價的變化有何異同?這是為什么呢?鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應,鐵原子失去2個電子生成+2價鐵的化合物;鐵與氧化性較強的氧化劑(如氯氣等)反應,鐵原子則失去3個電子生成+3價鐵的化合物。Fe?2e?→Fe2+Fe?3e?→Fe3+三、鐵單質的性質[問題思考4]性質決定用途,營養麥片中添加鐵粉的目的是什么呢?(1)抗氧化,保持麥片新鮮。(利用鐵粉與氧氣的反應)(2)補鐵。(鐵粉和胃酸發生反應,生成亞鐵離子,亞鐵離子可以被人體吸收)四、實驗探究———鐵粉與水蒸氣的反應[問題思考1]在鋼鐵廠的生產中,熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前,模具必須進行充分的干燥處理,不得留有水。那么水能氧化鐵單質嗎?在常溫下,鐵與水是不發生反應的。[問題思考2]在高溫下,鐵能與水發生反應么?鐵粉有還原性,水會被還原成氫氣。而鐵會被氧化,可能生成鐵的氫氧化物。根據鈉和水的反應,猜測產物可能為氫氣和氫氧化鐵。[問題思考3]鐵粉與水反應產物可能為氫氣和氫氧化鐵。如何驗證呢?四、實驗探究———鐵粉與水蒸氣的反應[實驗探究]鐵粉與水蒸氣的反應1.實驗裝置:如圖所示,進行還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗。四、實驗探究———鐵粉與水蒸氣的反應2.實驗原理:試管底部放入濕棉花,加熱濕棉花產生水蒸氣;試管中部放入鐵粉,加熱鐵粉,使水蒸氣與鐵粉在高溫下反應;試管末端將產生的氣體導入肥皂液中是為了產生氣泡,便于通過點燃驗證產物中的氣體。四、實驗探究———鐵粉與水蒸氣的反應3.實驗現象:蒸發皿中產生大量的肥皂泡,放出的氣體能點燃,并發出爆鳴聲,反應后試管內固體仍為黑色。4.實驗分析:根據檢驗結果,證明產物中的氣體為氫氣;反應后試管內固體仍為黑色,說明產物中的固體不是氧化鐵或氫氧化鐵,因此推測可能是四氧化三鐵。四、實驗探究———鐵粉與水蒸氣的反應[問題思考4]如何驗證固體是四氧化三鐵?待試管冷卻后,利用磁鐵在試管外側吸一吸。若固體被吸引,則證明固體是四氧化三鐵。小結:紅熱的鐵能與水蒸氣發生反應,生成四氧化三鐵和氫氣。反應的化學方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。四、實驗探究———鐵粉與水蒸氣的反應[拓展視野]鐵與水蒸氣的反應的應用———烤藍,烤藍是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成具有一定厚度和強度的致密的氧化層,氧化層的成分主要是Fe3O4,利用的原理是鐵和水蒸氣的氧化反應。總結1.鐵的物理性質2.鐵的化學性質與氧化性較弱的氧化劑(如S)反應:Fe?2e?→Fe2+。與氧化性較強的氧化劑(如Cl2)反應:Fe?3e?→Fe3+。(1)和非金屬單質反應(2)和酸反應(3)和水蒸氣反應(4)和鹽溶液反應課堂練習1.判斷正誤。(1)地殼中含量最高的金屬元素是鐵。()(2)鐵的化學性質比較活潑,所以鐵在自然界中全部以化合態形式存在。()(3)Fe與熱水發生反應生成Fe2O3。()(4)鐵和稀硫酸反應:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑。()(5)過量的鐵和氯氣反應:Fe+Cl2FeCl2。()(6)鐵在純氧中燃燒或在高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4。()(7)鐵在高溫下與水蒸氣的反應是置換反應。()(8)鐵與鹽酸或水蒸氣反應時,鐵都做還原劑。()(9)紅熱的鐵能與水蒸氣反應,放出的氣體點燃時能發出爆鳴聲。()
×××××√√√√課堂練習2.鐵的下列性質中不屬于純鐵的物理性質的是()A.質軟B.銀白色C.能導電D.易生銹D課堂練習B3.用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗,下列有關說法錯誤的是()A.裝置A的作用是為實驗提供持續不斷的水蒸氣B.裝置B中反應的化學方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑C.裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰D.點燃D處的氣體前必須檢驗氣體的純度課堂練習4.在西漢劉安組織編撰的《淮南萬畢術》中,有曾青得鐵則化為銅”的記載。這說明早在西漢時期,我國勞動人民“就已經發現
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