第二节 铁和铁的化合物,教材题图,城市建设,离不开钢铁,离不开钢铁,离不开钢铁,人类使用铁已有好几千年的历史了，目前已发现的金属虽然已有90种，但其中应用最广泛、用量最多的仍然是铁。小到铁钉，大到桥梁、铁道、舰船、车辆和各种机械等，都需要大量的钢铁来制造。就连动植物体内也含有铁，人体内缺铁会导致缺铁性贫血，体内过多的铁又能使肝、脾等硬化。,上海南浦大桥,青藏铁路,神舟5号,舰艇,出土的铁制品:,人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前，不过那时的铁是从太空掉下的陨铁（其中含铁90以上）。,古代铁工具,商代,我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土春脊秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。,陨铁,铜柄铁剑,春秋时期 春秋兵器 1957年甘肃省灵台县景家庄出土 此剑柄镡相连,皆用青铜铸成,两面有对称纹饰,柄中部有长形镂孔4个,柄长85厘米,镡长4厘米,厚0.4厘米。剑叶铁质,残长9厘米,宽3厘米,厚0.3厘米,焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一,证明至迟在春秋早期,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术。,古代炼铁,（春秋战国时期）,百炼钢刀,这是一把有明确记年的百炼钢刀。钢刀组织均匀，夹杂物排列成行表现有分层现象，约30层。它是经反复烧炼、锻打、脱碳而形成的三十连湅钢刀。,错金铁刀,钢铁工业是国家工业的基础，新中国成立后,我国的钢铁工业得到了飞速发展。1949年我国的钢产量仅居世界的26位，1996年我国钢产量超过亿吨，跃居世界首位。,我国铁矿石的储量居世界第一,我国铁矿石的储量居世界第一,铁的矿物,铁的矿物,红岩,新疆陨铁,http:/database.cpst.net.cn/popul/wides/artic/40404210650.html,据记载，这枚大陨铁陨落时间为1880年。 重30吨、最大直径2米多。,一、铁的性质,铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居第四位。它是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。,游离态： 化合态：,少量存在于陨石中,赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等,存在,1、铁的物理性质：,特性:能被磁体吸引，具铁磁性.,1、铁的物理性质：,（1）银白色,有金属光泽,质软;纯铁抗腐蚀能力强,（2）具有良好的延展性;,（3）是电和热的良导体;,（4）密度是7.86g/cm3；熔点1535 ；沸点是2750。,（5）通常的铁中含有C等元素组成的混合物，熔点降低、抗蚀力减弱。,1、铁的物理性质,铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生,磁性。,铁的在周期表的位置和主要化合价,思考,1、铁的原子序数是多少，在周期表中处于什么位置？ 2、指出铁在化合物中有哪些价态,一、铁的性质,周期表中的位置,位置,结构,性质,过渡金属 第四周期，第族,14,2,（还原性）,结构、位置、性质,Fe,Fe2+,Fe3+,铁原子失电子,（1）与非金属单质反应,氧化性：Cl2O2 S,2、铁的化学性质：,2、铁的化学性质 （1）非金属,完成教材P78讨论,思考：下列各物质中，不能由组成它的两种元素单质直接化合得到的（ ）A、FeS B、Fe3O4 C、Cu2S D、FeCl2,D,下列各离子组在无色溶液中能大量共存的是（ ）,ANO3- NH4+ Fe3+ N a+ BNO3- Ag+ Cl- K+ Cu2+ SO42- H+ Cl- D H+ N a+ Cl- Ba2+,D,铁的化学性质,常温下，纯铁与水不反应高温时，与水蒸气反应,（2）铁与水反应实验4-8,（2）水,铁的化学性质,（3）铁与酸反应,（3）酸,与盐酸、稀硫酸反应 :Fe +2H+ = Fe2+ H2 (非氧化性酸),稀硝酸,1）稀HNO3过量时： Fe 4HNO3 (稀) Fe(NO3)3 NO2H2O,2）铁粉过量时 2 Fe(NO3)3 Fe = 3 Fe(NO3)2 即： 3Fe 8HNO3 (稀) 3Fe(NO3)2 2NO4H2O,与稀硝酸反应,铁的化学性质,（4）铁与盐反应,（4）盐,如硫酸铜溶液Fe+CuSO4 =FeSO4+CuFe+Cu2+ = Fe2+ + Cu,铁与硫酸铜的反应,在装有硫酸铜溶液（蓝色）的试管中放入一洁净的铁丝，过一会观察,现象：铁丝表面上有红色物质析出,原理：e+CuSO4=FeSO4+Cu,也是现代湿法冶金的先驱,曾青得铁化为铜,Fe,Fe2+,Fe3+,Fe2+、Fe3+,Cl2,O2 、H2O(g),S 、H+、CuSO4溶液,强氧化剂,弱氧化剂,小结,弱氧化剂：,-强氧化剂,S、I2、H、Cu2+,Cl2、Br2、O2、HNO3,练习：,1、区分还原铁粉和氧化铜粉末的最简单 方法是？ 2、下列物质可用铁桶盛装的是：,A、,B、,C、,D、,3、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后， 溶液的质量增加但无气体放出的是：,A、,B、,C、,D、,二、铁的重要化合物,1铁的氧化物,2铁的氢氧化物,铁的化合物,1、铁 的 氧 化 物,铁的氧化物（填表）,氧化亚铁,三氧化二铁,四氧化三铁,2价 （不稳定）,3价 （稳定）,2、3 （稳定）,黑色粉末,红棕色粉末,黑色晶体,不溶于水,不溶于水,不溶于水,铁的氧化物的化学性质,与还原剂反应,FeO + 2HCl FeCl2 +H2O Fe2O3 +6HCl 2FeCl3 +3H2O Fe3O4 +8HCl 2FeCl3 + FeCl2 +4H2O,3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 +NO+5H2O Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 +3H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO +14H2O,铁 的 氢 氧 化 物,（红褐色） （红棕色）,铁(亚) 的 氢 氧 化 物,氢氧化亚铁,氢氧化铁,色态,制法,性质,白色固体,红褐色固体,用煮沸的NaOH、滴管伸入液面,直接用NaOH溶液制取,不易在空气中氧化,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2、铁 的 氢 氧 化 物,Fe(OH)2 + 2H+=Fe2+ +2H2OFe(OH)3 +3 H+=Fe3+ +3H2O,问题探究一： 实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液？,硫酸亚铁易被空气中的氧气氧化，防止影响实验结果,问题探究二： 怎样才能使Fe2+溶液能长时间保存？,在配置溶液时，加入少量的铁粉防止氧化，加少量对应的酸抑制其水解。,问题探究三： 实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液的底部，且慢慢挤出NaOH溶液？,因为Fe(OH)2 极易被氧化，预防带入空气,3、铁的化合物与 亚铁化合物的转变,Cl2、 Br2、 HNO3 、H2O2 氧化剂,还原剂 Cu、Fe、H2S、I-,实验 1、在硫酸亚铁溶液中加入双氧水2、在装有铁粉的试管中加入氯化铁溶液,O,H,写出下列有关反应的离子方程式,Fe3+与Cu、Fe、H2S、I- 等微粒的反应 Fe2+ 与Cl2、 Br2、 HNO3 、,+3价Fe,+2价Fe,FeO Fe2O3 Fe3O4,H+,H+,（浅绿色）,（黄色）,O,H,Fe(OH)2 Fe(OH)3,（白色沉淀）,（红褐色沉淀）,思考：由于易被氧化而不能长期存放在敞口容器中的是： A、NaOH晶体 B、绿矾 C、浓硫酸 D、浓盐酸,联系,Fe,Fe3+,Fe2+,思考题：用已学习的知识，再次考虑如何实现图中系列变化？选择具体的物质，填入下图。,（Cl2、Br2、稀HNO3 热浓H2SO4、KMnO4）,强氧化剂,弱氧化剂,（I2、S、H+、Cu2+）,强氧化剂,（O2 、Cl2、Br2、H2O2、 HNO3）,还原剂,(Zn、Fe、Cu、SO2、H2、 H2S、S2- 、I-),还原剂,还原剂,铁三角,（02广东）,3铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为AFe(OH)3 ；Fe2O3 BFe(OH)2 ；FeOCFe(OH)2、Fe(OH)3 ；Fe304 DFe2O3 ；Fe(OH)3,A,直 接 观 色,与KSCN,显色反应利 用,的氧化性 利 用,与 铜 片,与 淀 粉 KI 试 纸,鉴 别方 法,和,浅 绿 色,棕 黄 色,血 红 色,不显红色,无明显现象,Cu被腐蚀 溶液变绿色,试纸不变蓝 试纸变蓝色,利用沉淀反应与 作用,白色沉淀迅速变灰 绿色最后呈红褐色,立即产生红褐色沉淀,Fe2+ Fe3+ 的检验,通入H2S,无,黄色沉淀,练习：,1、既有氧化性又有还原性的微粒是：A、O2 B、Fe C、Fe2+ D、Fe3+,2、在Fe2+离子的溶液中，加入或通入下列哪一种物质后，溶液仍为浅绿色：A、稀HNO3 B、稀H2SO4 C、Cl2 D、溴水,练习1、2,练 习：,有一黄色固体A，经燃烧得红色粉末B和使 溴水褪色的气体，将 B 溶于盐酸得溶液C, 将C分成两份，其中一份加入NaOH溶液后 得红褐色沉淀D;向另一份中加入足量铁粉 得溶液E，将E也分成两份：一份中加入 NaOH溶液得白色沉淀F，F在空气中经一 系列变化最终变为D;另一份中加入氯水又 生成含C的溶液。则 A.,B.,C,D.,E.,F.,4、将铁片投入下列溶液后，铁片溶解，溶液质量减少且无气体产生的是：A、ZnSO4 溶液 B、Cu(NO3)2 溶液 C、稀H2SO4 D、Fe(NO3)3 溶液,3、混有铝的铁屑与过量盐酸反应，离子方程式为： _，再加入过量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为： _,练习3、4,（05北京）,28某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl36H2O晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去） 装置B中发生反应的化学方程式是_。 装置E中的现象是_。 停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法_。 该小组学生利用上述滤液制取FeCl36H2O晶体，设计流程如下： 步骤I中通入Cl2的作用是_。 步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl36H2O晶体的主要操作包括：_。 该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）_。,