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文檔簡介
人類最早使用的鐵,是來自太空的隕鐵。鐵在自然界中可以像隕鐵中的鐵那樣以單質形態(tài)存在,但主要是以+2價和+3價化合物的形態(tài)存在于礦石中。赤鐵礦(Fe2O3)隕鐵黃鐵礦(FeS2)鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁,居第四位。OSiAlFe地殼中元素含量遞減丹霞地貌的巖層因Fe2O3而呈紅色。我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺出圖的春秋初年秦國的短柄鐵劍,這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術。戰(zhàn)國中期以后,鐵制工具在社會生產中發(fā)揮了巨大的作用。工業(yè)煉鐵的原理是用還原的方法把鐵從鐵礦中提煉出來。你還記得煉鐵高爐內發(fā)生的化學反應嗎?Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2高溫
銀白色有金屬光澤的固體,能被磁體吸引,有導電性(不如銅、鋁)、導熱性和延展性;熔點:1535℃,沸點:2750℃,密度7.86g/cm3一、鐵的單質⒈物理性質⒉化學性質
鐵的化學性質比較活潑,能與許多物質發(fā)生化學反應。Fe+Cu2+
=Cu+Fe2+Fe+2HCl=
FeCl2+H2↑2Fe+3Cl2
=2FeCl3點燃⑴與非金屬反應⑵與非氧化性酸反應⑶與鹽溶液反應2Fe+3Cl2——2FeCl3點燃FeFeCl3化合價升高0+3FeFeCl2化合價升高0+2Fe+CuSO4——FeSO4+CuFeFeSO4化合價升高0+2Fe+2HCl——2FeCl2+H21、觀察下列化學反應方程式,鐵的化合價變化有何異同?2、為什么有的化學方程式中鐵的化合價變成+2,有的變成+3?在一定條件下,鐵作為還原劑能與某些非金屬單質、酸和鹽溶液反應。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+
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。這是為什么呢?(4)實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應實驗裝置
操作現(xiàn)象用火柴點燃肥皂液,聽到_____聲,證明生成了__實驗結論在高溫下,鐵能與水蒸氣反應生成H2,化學方程式為_______________________爆鳴H23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高溫====1.加熱濕棉花的作用
2.肥皂液的作用3.應該先點燃哪個酒精燈4.反應結束時,應該撤出肥皂液導管還是酒精燈提供水蒸氣,使之與還原鐵粉在高溫下發(fā)生反應
產生氣泡,便于通過點燃驗證產物中的氣體先加熱濕棉花,再加熱鐵粉,防止鐵粉被氧氣氧化先撤導管,防止倒吸思考:
實驗裝置設計思路:水蒸氣的產生裝置→水蒸氣與鐵粉的反應裝置→氣體產物檢驗裝置鐵粉水鐵粉與水蒸氣的反應裝置鐵與水蒸氣反應設計后的反應裝置:④③②①①產生水蒸氣②水蒸氣與鐵粉反應④檢驗產生的氣體③吸收水蒸氣鐵粉與水蒸氣反應的實驗裝置Fe3O4FeOFe2O3二、鐵的重要化合物⒈鐵的氧化物1.鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱________________顏色和狀態(tài)___色粉末_____色粉末___色晶體鐵的價態(tài)___價___價+2價、+3價水溶性_______________鐵紅磁性氧化鐵黑紅棕黑+2+3不溶不溶不溶二、鐵的重要化合物化學式FeOFe2O3Fe3O4與鹽酸反應(離子方程式)FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=__________Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O與CO的反應
FexOy+yCOxFe+yCO2
高溫====2Fe3++3H2O注意:FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物,Fe3O4不屬于堿性氧化物。
Fe3O4中鐵有+2、+3價兩種價態(tài),可視為FeO·Fe2O3,F(xiàn)e3O4屬于復雜的氧化物,但是不能認為是Fe2O3和FeO組成的混合物。鐵的氧化物的用途①赤鐵礦作為冶煉金屬鐵的原料Fe2O3+3CO
=2Fe+3CO2高溫木器涂料印刷油墨美術涂料②氧化鐵(俗稱鐵紅)常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料。③特制的磁性氧化鐵用于制錄音磁帶和電訊器材。化妝品外墻涂料汽車涂料⒉鐵的氫氧化物鐵元素的化合價有+2價和+3價。⑴制備在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。【實驗3-1】→灰綠色沉淀→紅褐色沉淀Fe(OH)3Fe(OH)2為什么FeSO4溶液在加入NaOH溶液時,會有現(xiàn)象變化呢?這是因為白色的氫氧化亞鐵被溶解在溶液中的氧氣氧化成了紅褐色的氫氧化鐵,反應的化學式如下:①FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2S04②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
既然Fe(OH)2容易被空氣中的氧氣氧化,那么實驗室在制備Fe(OH)2時應防止氧氣的干擾(包括溶液中的氧氣的干擾與空氣中的氧氣的干擾)。【分析】Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧氣氧化成了紅褐色的Fe(OH)3盡可能創(chuàng)造無氧環(huán)境4Fe(OH)2+O2+2H2O
=
4Fe(OH)3探究:1.Fe(OH)2的制備Fe(OH)2被氧化的原因改進方法改進裝置
反應試劑中溶有氧氣
試劑與空氣接觸
①配制溶液的蒸餾水要煮沸①在FeSO4溶液液面上加幾滴煤油(苯、植物油)形成液封(隔絕空氣);在容器內充滿H2等氣體。②將膠頭滴管伸入到液面以下再擠出NaOH溶液②在新制的FeSO4溶液中加入少量鐵粉;將NaOH溶液煮沸。2.實驗裝置的改進(1)改進后裝置①制備Fe(OH)2時為什么能較長時間觀察到白色沉淀?【思考·討論】配制溶液的蒸餾水煮沸,除去溶解的氧氣,然后用苯液封,防止空氣溶解,裝有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢擠出溶液,這些操作均能防止Fe(O
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