資源簡介

(共32張PPT)
鐵單質、氧化物和氫氧化物
習
學
目
標
1.了解鐵與某些非金屬單質、酸和鹽溶液的反應,及與不同的氧化劑反應時元素化合價的變化情況。
通過實驗探究了解鐵與水蒸氣的反應,并通過鐵與水蒸氣反應實驗原理的探究,分析可能的產物,培養科學探究的能力。
了解鐵的氧化物的性質及應用。
通過氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的制備實驗,探究其性質。
情 境 導 入
生活中的富鐵食品
必要時，我們可以根據醫生建議補充一些補鐵口服液。
鐵從哪兒來呢？
鐵在自然界中可以以游離態(隕鐵)存在，但主要以化合態(+2價和+3價)存在。
含 量
鐵元素在地殼中的含量排在第四位，
僅次于氧硅鋁，是含量第二多的金屬元素
氧硅鋁鐵鈣
鐵的存在
1、最早人工冶鐵制品：春秋初年秦國的銅柄鐵劍。
2、戰國中期以后，鐵制工具在社會生產中發揮了巨大作用。
鐵的發現
甘肅靈臺出土的春秋
初年秦國的銅柄鐵劍
鐵制家具
古代冶鐵
點燃
C + O2 ==== CO2
CO2 + C ==== 2CO
高溫
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高溫
鐵的性質如何？
鐵的冶煉
顏色 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/
(g·cm-3) 延展性 導熱性 導電性 導磁性
　
銀白色，有金屬光澤
1535
2750
7.86
良好
良好
良好
良好
鐵粉
金屬導電性順序：鉛<鐵<鋁<金<銅<銀
一、鐵的單質
1.鐵的物理性質
閱讀課本相關內容，完成下列表格
從物質的類別和化合價的角度預測鐵的化學性質有哪些？
Fe
物質類型角度
元素價態角度
金屬單質
強還原性
非金屬單質
酸溶液
某些鹽溶液
Fe3+
強氧化劑
Fe2+
弱氧化劑
S、H+、Cu2+等
Fe與S反應實驗
①與O2反應
常溫下，鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕，生成鐵銹Fe2O3·xH2O。
點燃時，劇烈燃燒、火星四射、放出大量的熱、生成黑色固體。
3Fe＋2O2===Fe3O4
點燃
2.鐵的化學性質
②與Cl2反應
劇烈燃燒、產生棕褐色的煙
2Fe＋3Cl2===2FeCl3
③與S反應
現象：生成黑色物質
Fe＋S===FeS
2.鐵的化學性質
硝酸、濃硫酸為強氧化性酸，后續再進行學習
微提醒
注意：鐵遇到冷的濃硫酸、濃硝酸時，產生鈍化現象
非強氧化性酸
Fe＋CuSO4 = FeSO4＋Cu
（1）與硫酸銅溶液反應
曾青得鐵則化為銅
Fe＋Cu2＋ = Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋ = 3Fe2＋
（2）與FeCl3溶液反應
Fe＋2FeCl3= 3FeCl2
2.鐵的化學性質
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+
Fe
Fe2+
Fe3+
強氧化劑
弱氧化劑
Cl2、HNO3等
S、H+、Cu2+等
練一練
1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。
(1)鐵具有導電、導熱、延展性及被磁體吸引的特性 ( )
(2)Fe分別與氯氣和鹽酸反應所得氯化物相同 ( )
(3) 已知鐵和S反應得到FeS，根據Cl2、S與鐵的反應可以判斷氯元素和硫元素的非金屬性弱 ( )
√
×
√
材料：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。
生活經驗告訴我們，在常溫下，鐵與水是不發生反應的。根據材料，在高溫下，鐵可能與水發生反應。
鋼水注入干燥的模具
類比鈉的性質，
Fe是氫之前的金屬，與水反應能不能置換出氫氣？
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
Fe+H2O Fe(OH)3+H2↑

鐵粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 白色 紅褐色
受熱
不分解 不穩定，在高溫下可被水蒸氣或者O2氧化 6Fe2O3=4Fe3O4+O2↑ 高溫下比Fe2O3穩定 受熱易分解 500 ℃
分解為Fe2O3
Fe(OH)3 Fe2O3 （500℃以上分解）
Fe+H2O Fe3O4+H2↑
？
設計方案
得出結論
實驗探究
觀察并通過實驗驗證你的預測的準確性（鐵能與水及產物）
思考與討論
有人設計了如圖所示的裝置，進行還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗。請討論該裝置的實驗原理，并根據實驗現象，分析可能的生成。
①試管口略向下傾斜；
②酒精燈先加熱濕棉花，有水蒸氣后， 再點燃酒精燈加熱還原鐵粉；
③加熱一會后再將導管插入到肥皂水中；
④結束時，先撤導管，再移酒精燈。
實驗注意事項
如何驗證生成的固體是四氧化三鐵？
試管冷卻后，利用磁鐵在試管外側吸一吸，若固體被吸引，證明固體是四氧化三鐵。
【實驗現象】
鐵粉逐漸紅熱，
燒杯中產生大量的肥皂泡，
點燃氣泡會發出爆鳴聲，
反應后試管內固體為黑色。
2.鐵的化學性質
2、用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗，下列有關說法不正確的是(　　)
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＋3H2O(g) Fe2O3＋3H2
C．裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰
D．點燃裝置D處的氣體前必須檢驗氣體的純度
B
練一練
類別
化合價
單質
氧化物
鹽
0
+2
+3
Fe3O4
Fe3+
Fe2+
強氧化劑
弱氧化劑
O2 H2O
Fe較強還原性
小結：鐵的化學性質
化學名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵
化學式
鐵元素化合價
俗稱 ——
色、態
水溶性
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
鐵紅
磁性氧化鐵
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
均不溶于水
FeO
Fe3O4
Fe2O3
+2、+3
二、鐵的氧化物
1、鐵的氧化物的物理性質
閱讀課本相關內容，填寫下表
推測：
從分類的角度分析，三者都是金屬氧化物，都能與酸反應。三者都難溶于水，不與水反應。
從價態的角度分析， FeO、 Fe3O4既有氧化性又有還原性， Fe2O3主要有氧化性。
2、化學性質
化學名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵
穩定性
氧化物類別
與鹽酸反應
（用離子方程式表示）
氧化性(被還原)
用途 ——
不穩定
穩定
穩定
在空氣中加熱生成Fe3O4
均為堿性氧化物
FeO + 2H+ =Fe2+ +H2O
Fe2O3 +6H+ =2Fe3+ +3H2O
Fe3O4 +8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ +4H2O
FexOy+yCO === xFe+yCO2
△
復雜氧化物
紅色油漆和涂料、煉鐵原料
制錄音磁帶和電訊器材，打印機或復印機的墨粉
3.判斷正誤
A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色,可能是來自氧化鐵
B.Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱磁性氧化鐵,常用作紅色油漆和涂料
C.Fe3O4中Fe元素的化合價有+2價和+3價,因而Fe3O4是FeO與Fe2O3
的混合物
D.FeO在空氣中受熱，能迅速被氧化成Fe2O3
E.Fe3O4中Fe元素的化合價有+2價和+3價,Fe3O4的組成可用
FeO·Fe2O3表示，但Fe3O4是純凈物
×
×
×
×
√
練一練
【思考】鐵元素有哪些氫氧化物，該如何制取？說出你選擇此法的理由。
Fe(OH)2
Fe(OH)3
從物質類別的角度
亞鐵鹽
鐵 鹽
FeSO4
FeCl3
堿
Fe(OH)2
堿
Fe(OH)3
金屬的氫氧化物通常有以下幾種方案：
1.單質和水反應
2.氧化物和水反應
3.可溶性鹽和堿溶液反應
實驗名稱 氫氧化鐵制備
制備原理
實驗裝置圖
實驗現象
Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓
有紅褐色沉淀
Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
白色沉淀
灰綠色
紅褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
【思考與討論】
由實驗可知，白色的Fe(OH)2會被溶解在溶液中的氧氣氧化。
那么，在實驗室里，如何得到較純凈的Fe(OH)2呢
【分析】 Fe(OH)2會被O2氧化，因此制取Fe(OH)2的關鍵是防止O2的干擾，需要做到：溶液中不含O2； 生成的Fe(OH)2隔絕O2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
膠頭滴管伸入液面以下
現配現用
加熱煮沸
由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可較長時間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀
①反應在試管底部進行
②加隔氧劑
(這是唯一一種把膠頭滴管插入反應溶液的實驗)
如加入汽油、苯等比水輕的有機溶劑
該方法是先在裝置Ⅰ中產生FeSO4溶液，并利用產生的H2排盡整個裝置中的空氣，待檢驗H2的純度后，再關閉止水夾K，利用產生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液進行反應。
有機層隔離法
1
還原性氣體保護法
2
4、下列各圖示中，能較長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是( ）
①②④
練一練
鐵的氫氧化物 氫氧化鐵 氫氧化亞鐵
化學式
色、態
水溶性
與鹽酸反應
穩定性
轉化關系
Fe(OH)3
Fe(OH)2
紅褐色固體
白色固體
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
Fe(OH)2 + 2H+ =Fe2+ + 2H2O
2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O=4Fe(OH)3
與Cl2等強氧化劑反應Fe-3e- → Fe3+
與鹽酸、硫酸銅等弱氧化劑反應Fe-2e- → Fe2+
鐵的氧化物和氫氧化物
鐵的氧化物
鐵的氫氧化物
Fe(OH)2的制備
物理性質：色、態、俗名、用途
化學性質：穩定性、與酸反應
物理性質：色、態、俗名、用途
化學性質：穩定性、與酸反應、轉化
制備方法：鹽鐵鹽+強堿
防止氧化措施
常見制取裝置
1、下列有關鐵及其化合物的說法中不正確的是 (　　)
A．工業上在高溫下用CO還原含Fe2O3的鐵礦石煉鐵
B．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4
C．工業上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸
D．氯化鐵溶液有較強氧化性，故可用作凈水劑
D
2.下列說法正確的是：( )
A. 赤鐵礦的主要成分是Fe3O4
B. Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應生成Fe(OH)3
C. 鐵銹的主要成分是Fe2O3
D. Fe3O4中鐵元素有＋2價和＋3價，Fe3O4是混合物
C
3、在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備Fe(OH)2 。
（1）在試管A里加入的試劑是 。
（2）在試管B里加入的試劑是 。
（3）為了制得Fe(OH)2沉淀，在試管A和B中加入
試劑，塞緊塞子，打開止水夾一會兒。再夾緊止水夾
之前的實驗步驟是______________________________
_________________________________________。
（4）這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是________
。
鐵屑、稀H2SO4
NaOH溶液
檢驗試管B出口處排出的氫氣的純度,當排出的H2 純凈時，再夾緊止水夾。
試管A中反應生成的H2充滿了試管A和試管B， 且外界空氣不容易進入。(共26張PPT)
常見的合金及應用
習
學
目
標
認識合金的組成及特性，深入了解常見鐵合金、鋁合金、新型合金的組成及用途。
結合生活中鋁制品的使用，認識氧化膜對鋁制品的保護作用，通過實驗探究認識鋁、氧化鋁的兩性。
情 境 導 入
實際生活中常用的金屬材料通常都是合金，很少使用純金屬。
導熱性
延展性
導電性
金屬材料：指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。
為什么合金應用如此廣泛？
1、大多數金屬為銀白色（銅：紫紅色，金：黃色）固體（汞：液體）。
2、有金屬光澤
3、具有導電性、導熱性和延展性
合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。
合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素
并非簡單混合而成，若熔沸點相差大則不能熔合成合金
具有金屬光澤、良好的導電性、導熱性和延展性等
合金定義
硬度大、熔點低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。
合金的硬度一般比組成它的純金屬大
多數合金的熔點低于組成它的成分金屬
合金的物理性質通常不同于它的成分金屬！
合金性能
合金的化學性質通常相同于它的成分金屬！
合金的結構對性能的影響
純金屬
合金
微觀結構
所有原子的大小和形狀都是相同的
原子的大小和形狀不完全相同
原子的排列十分規整
有規則的層狀排列被改變
硬度較小
硬度較大
易滑動
不易滑動
宏觀性質
易錯警示
認識合金的常見誤區
（1）合金是混合物，但其組成是均勻的。而且有些合金具有固定熔點。在商朝(距今3000多年前)青銅(銅-錫合金)工藝就已非常發達。
（2）誤認為合金都是由金屬構成的。事實上，凡是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而得到的具有金屬特性的物質都是合金；盡管合金的許多性能都優于純金屬，但并不是說其所有性能都比純金屬要好，要根據實際需要，靈活選擇使用純金屬或合金。
（3）以為金屬材料都是由金屬單質制成的。實際上，很多金屬材料都是合金，合金具有較純金屬更廣闊的應用范圍。
（4）合金不一定是固態，如用作原子反應堆導熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態。
1、根據下表中四種金屬的熔點、沸點：
其中不能形成合金的是(　　)
①Cu與Na ②Fe與Cu ③Fe與Na ④Al與Na
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
金屬
Na
Cu
Al
Fe
熔點/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸點/℃
883
2 567
2 467
2 750
B
練一練
一、鐵合金
鐵合金
主要由碳元素和鐵元素，以及少量其他元素融合而成的合金
生鐵
鋼
含C量為2%到4.3%
含C量為0.3%到2%
性能：硬度大，抗壓性好，性脆
性能：良好的延展性，機械能好，可以鍛扎和鑄造
碳素鋼
合金鋼
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
韌性、焊接性好，強度低
強度高，韌性、加工性好
硬而脆，熱處理后彈性好
在碳素鋼里加入一種或者多種合金元素，使鋼的組織結構發生變化（元素種類多，性能差異大）
不銹鋼
（含碳0.03％～0.3％ ）
（含碳0.3％～0.6％ ）
（含碳0.6％～2％ ）
（特種鋼）
含碳量越高，韌性越差，硬度越大
用量最大，用途最廣的合金
1.鐵合金分類及性能
2、合金鋼（特種鋼）
在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、硅等合金元素，使其具有特殊性能
不銹鋼是最常見的合金鋼，其合金元素是Cr和Ni
不銹鋼外觀呈微灰色或銀白色。結構緊密，不易氧化生成氧化鐵，故有不銹之稱。不銹鋼是能抵抗酸、堿、鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱。在合金中以鉻為主，有的還加入鎳鉬、鈦等元素，以提高抗腐蝕性能。常見的鉻不銹鋼其含鉻量在12%以上，鎳鉻不銹鋼含鉻為18%，含鎳為8%，鎳鉻不銹鋼的抗蝕性能較鉻不銹鋼更好。
合金鋼的常見用途
名稱 主要合金元素 主要特性 主要用途
不銹鋼 鉻、鎳 比較穩定，不易生銹，具有很強的抗腐蝕能力 醫療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體材質等
超級鋼 Mn、C、Al、V 強度很大，能夠實現鋼板的輕薄化 汽車、航空和航天等領域
錳鋼 錳 韌性好，硬度大 鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克裝甲
硅鋼 硅 導磁性好 變壓器、發電機和電動機中的鐵芯
鎢鋼 鎢 耐高溫、硬度大 刀具
(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物(　　)
(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機械強度和硬度比純鐵高(　　)
(3)青銅比純銅的硬度低(　　)
(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質不同(　　)
(5)地震災區重建要使用大量鋼材，鋼材是合金(　　)
練一練
2.判斷正誤
二、鋁和鋁合金：
鋁元素在地殼中的含量排在第三位，是含量最多的金屬元素
鋁原子的結構
Al－3e-=Al3+
還原性
鋁在金屬活動順序表中的位置
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg …
鋁屬于活潑金屬
常溫下，鋁和氧氣反應
4Al+3O2=2Al2O3
鋁是活潑金屬，能夠和氧氣反應，但鋁制品在生活中卻廣泛運用。同樣是活潑金屬，鈉也能和氧氣反應，但為什么鈉不能在空氣中存放，而鋁卻可以長時間存放呢？
鋁氧化生成的氧化鋁會附著在鋁片表面，形成一層致密的氧化鋁薄膜
氧化鋁薄膜性質比較穩定，有較好的耐磨、耐腐蝕性，阻止內部金屬與空氣發生反應，從而可以保護內部的金屬
加熱鋁箔
實驗現象：
實驗結論：
鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著
因為鋁表面有一層氧化膜保護了鋁。構成膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點很高，沒有熔化，包在外面使熔化的液態鋁不會滴落下來。
活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應，產生有一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護內層金屬，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護內層金屬不被繼續氧化，如鎂和鋁等。
資料卡
鋁制品的表面處理
在空氣中，鋁的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠強。為了使鋁制品適應于不同的用途，常采用化學方法對鋁的表面進行處理，如增加膜的厚度，對氧化膜進行著色等。例如，化學氧化（用鉻酸做氧化劑）可以使氧化膜產生美麗的顏色。市場上有不少鋁制品是經過這種方法處理的。
【實驗】
在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現象？
鋁和鹽酸反應
實驗現象
實驗結論
剛開始沒有氣泡，一段時間后，鋁片逐漸溶解，有氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有__________聲
爆鳴
鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與酸反應
Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O　2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑
在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細打磨過(除去表面的氧化膜)的一小塊鋁片。觀察現象。過一段時間后，將點燃的本條分別放在兩支試管口，你觀察到什么現象？
【實驗】
鋁和氫氧化鈉反應
實驗現象
實驗結論
鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與堿反應。
放入打磨過鋁片的試管中立即產生氣泡；而放入未打磨的鋁片的試管中開始沒有氣泡，一段時間后才產生氣泡。將燃著的木條分別放在兩支試管口，均發出爆鳴聲（說明均有H2生成）。
2Al＋2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
Al2O3＋2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
Al2O3＋2OH-＋3H2O=2[Al(OH)4]-
2Al+2OH-＋6H2O=2[Al(OH)4]- ＋3H2↑
（4）鋁與堿反應
（1）鋁與非金屬單質反應
4Al + 3O2 == 2Al2O3
4Al + 3O2 == 2Al2O3
點燃
2Al + 3Cl2 == 2AlCl3
點燃
2Al + 3S == Al2S3
△
（2）鋁與酸反應
2Al+6H+ == 2Al3++3H2↑
（3）鋁與鹽反應
2Al+3Cu2+ == 3Cu+2Al3+
2Al～3H2
鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中會鈍化
2Al+2OH- ＋6H2O= 2[Al(OH)4]- ＋3H2↑
1.鋁和氧化鋁的性質
3.在鋁制易拉罐中收集滿CO2氣體，然后在其中倒入10mL濃NaOH溶液，并迅速用膠帶將易拉罐口封住，能夠觀察到的實驗現象是易拉罐突然變癟了，可經過一段時間之后，又可以觀察到易拉罐又鼓起來了。試解釋產生這個現象的原因
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
C
練一練
為什么生活中很少見到以純鋁為材料的制品？
純鋁的硬度和強度都比較小，不適合作為生產生活中的材料使用，使用較多的是具有不同組成和性質的鋁合金。
硬鋁中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，它密度小、強度高，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。
2.鋁合金
除了傳統的合金材料以外，隨著科技的發展，人們合成了很多具有特殊性能的新型合金
1、儲氫材料
一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣，一定條件下能放出氫氣，循環壽命性能優異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等。
Ti-Fe合金和La-Ni合金等
三、新型合金
2、鈦合金
鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。
中國巡航導彈射
3、耐熱合金
合金在高溫下還具有高強度和良好的抗氧化性，因而還可用于熱處理工業，制造各種結構件
4、形狀記憶合金
人造衛星的天線
發射人造衛星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛星體內，火箭升空把人造衛星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復拋物面形狀。
用途廣泛的稀土金屬
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
在金屬元素中，有一類性質相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他們是元素周期表中原子序數從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土元素在科技、生產中有廣泛的用途，被譽為新材料的寶庫。
稀土金屬既可單獨使用，也可用于生產合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。
因此，稀土金屬廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業（電子材料、熒光材料、發光材料、永磁材料、超導材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫藥及農業等領域。
我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我國化學家徐光憲院士與其研究團隊在稀土元素的分離及應用中做出了重要貢獻。
隨著稀土資源的不斷開采，如何合理利用和保護我國的稀土資源，實現可持續發展戰略，已經引起政府和社會各界的關注。
科學·技術·社會
鋁和鋁合金
新型合金:儲氫合金,記憶合金等
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2
Al2O3+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+H2O
金屬材料
1、下列有關鐵和鐵合金的說法錯誤的是(　　)
A．生鐵比鐵軟 B．鐵有良好的導熱性
C．鋼是鐵的合金 D．鐵在潮濕的空氣中容易生銹
A
2、下列關于鋁單質的敘述中，正確的是（ ）
A．鋁和NaOH溶液反應：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑
B．鋁制品在空氣中有很強的抗腐蝕性是因為鋁的化學性質很穩定
C．不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁會和酸或堿反應
D．用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，
熔化后的液態鋁會滴落下來，是因為金屬鋁的熔點較低
C
3、下列說法正確的是（ ）
A．合金一般由多種元素組成，屬于化合物
B．常溫下，鋁制品耐腐蝕是因為鋁不活潑
C．新型儲氫合金因具有較大空隙，通過物理吸附大量H2而廣泛用
于新能源汽車行業
D．合金中加入其他元素原子后，使原子層之間的相對滑動變得困
難，導致合金的硬度變大
D(共25張PPT)
鐵鹽和亞鐵鹽
習
學
目
標
能列舉、描述、辨識鐵及其重要化合物的重要物理性質、化學性質及實驗現象。
能利用氫氧化亞鐵的性質，設計其制備方案。
能說明Fe2＋、Fe3＋的檢驗及其之間的相互轉化。
能說明鐵及其化合物的應用。
情 境 導 入
為何要密封保存？為何搭配維C效果更好？
【思考】
【功能主治】用于缺鐵性貧血癥，預防及治療用。
【貯藏】密封、遮光，在干燥處保存。
Fe2+很不穩定，很容易被空氣中的O2或其他氧化劑氧化成Fe3+。
維生素C為還原劑，具有還原性，防止Fe2+被氧化。
補鐵劑露置在空氣中，如何檢驗其是否被氧化？
FeSO4
FeCl2
Fe2(SO4)3
FeCl3
FeCl3溶液
Fe2(SO4)3溶液
FeSO4溶液
FeCl2溶液
一、鐵鹽與亞鐵鹽的檢驗
1、常見的鐵鹽與亞鐵鹽的檢驗
2、Fe3+、Fe2+的檢驗
在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入幾滴KSCN溶液，觀察并記錄現象。
滴入KSCN溶液時現象 原理
FeCl3溶液
FeCl2溶液 ——
滴入
KSCN溶液
滴入
KSCN溶液
溶液變為紅色
溶液無明顯變化
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
(紅色)
硫氰化鐵，配合物在離子方程式中不可拆
可用KSCN溶液檢驗Fe3+
2、Fe3+、Fe2+的的檢驗
鑒別方法 Fe3+ Fe2+
方法一
觀察溶液顏色
淺綠色
棕黃色
滴加NaOH溶液
產生紅褐色的沉淀
生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
方法二
加入KSCN溶液
無明顯現象
溶液呈血紅色
方法三
Fe3＋＋3SCN- = Fe(SCN)3
思考與討論：請列舉已學過的能檢驗Fe3+、Fe2+的方法
鑒別方法 現象
Fe3+
Fe2+
亞鐵氰化鉀
(K4[Fe(CN)6]) 溶液
生成藍色沉淀
3[Fe(CN)6]4- + 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓
苯酚
（C6H5OH）溶液
滴加苯酚溶液，溶液變成紫色
鐵氰化鉀
(K3[Fe(CN)6] )溶液
生成藍色沉淀
2[Fe(CN)6]3- + 3Fe2+ = Fe3[Fe(CN)6]2↓
3、Fe3+與Fe2+的相互轉化
在盛有2mL FeCl3溶液的試管中加入少量鐵粉，振蕩試管充分反應后，滴入幾滴KSCN溶液，觀察并記錄現象。把上層清液倒入另一支試管中，再滴入幾滴氯水，又發生什么變化？
FeCl3溶液
加入過量鐵粉
滴入KSCN溶液
取上層清液滴入氯水
溶液由棕黃色變為淺綠色
無明顯現象
溶液呈紅色
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-
Fe3＋＋3SCN- =Fe(SCN)3
Fe2+ Fe3+
氧化劑
還原劑
（氧化劑具有氧化性）
（還原劑具有還原性）
氧化劑：O2、 Cl2、H2O2、HNO3、KMnO4 等
還原劑：Zn、Fe、Cu、S2-、I-等
3、Fe3+與Fe2+的相互轉化
1.還有什么方法可以檢驗Fe2+？
2.如何在Fe3+存在時檢驗Fe2+？
先加KSCN溶液，再加氯水。
現象預測：開始溶液不變紅色，加幾滴氯水后溶液變紅色。
KMnO4酸性溶液褪色，說明原溶液中含有Fe2+
取兩只試管，分別加入少量溶液
溶液變為紅色，說明原溶液中含有Fe3+
一只試管滴加KSCN溶液
一只試管滴加
酸性KMnO4溶液
思考與討論
3. 通過下表中的實驗及現象，分析Fe 、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質中，哪種物質可做氧化劑，哪種可做還原劑，哪種既可做氧化劑又可做還原劑？
序號 實驗操作 實驗現象 離子方程式 實驗結論
① 在FeCl2溶液中加入鋅片 溶液由
淺綠色變為無色
② 向FeCl2溶液中加入氯水 溶液由
淺綠色變為棕黃色
③ 在FeCl3溶液中加入鐵粉 鐵粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變為淺綠色
Fe2+ + Zn = Fe + Zn2+
2Fe2+ +Cl2=2Fe3++2Cl-
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
Fe2+有氧化性
Fe2+有還原性
Fe3+有氧化性
鐵有還原性
思考與討論
1.下列各試劑中，不能用來鑒別FeSO4和Fe2(SO4)3的是：( 　)
A.NaOH溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.BaCl2溶液 D.KSCN溶液
C
練一練
Fe只有還原性，可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋。
(1)Fe被弱氧化劑(如I2、S、Fe3+、H+、Cu2+、Ag+)氧化為Fe2＋
Fe＋Cu2＋ = Cu＋Fe2＋
Fe＋2Fe3＋ = 3Fe2＋
Fe＋2H＋ = H2＋Fe2＋
Fe＋S = FeS
Δ
一、Fe 、Fe2＋和Fe3＋三者之間的相互轉化關系
1、Fe的還原性
(2)Fe被強氧化劑(如Cl2、Br2、濃H2SO4、稀硝酸(足量)等)氧化為Fe3＋
2Fe+3Cl2 = 2FeCl3
△
Fe＋NO3-＋4H＋ = Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2、Fe2＋的氧化性和還原性
Fe2＋處于中間價態，既有氧化性又有還原性。
(2)Fe2＋被還原劑(如C、CO、Al、Zn等)還原為Fe。
Zn＋Fe2＋ = Zn2＋＋Fe
(1)Fe2＋被強氧化劑(如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+))氧化為Fe3＋。
2Fe2＋＋Cl2 = 2Fe3＋＋2Cl－
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ = 2Fe3＋＋2H2O
5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋ = 5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
3Fe2＋＋4H＋＋NO3－ = 3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
3、Fe3＋的氧化性
Fe3＋具有較強氧化性，可被還原為Fe2＋或Fe。
2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋H2S = 2Fe2＋＋S↓＋2H＋
2Fe3＋＋2I－ = I2＋2Fe2＋
Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3
高溫
Fe2+
Fe3+
Fe
只有還原性
既有氧化性,又有還原性
只有氧化性
強氧化劑：Cl2、H2O2、O2、HNO3、濃H2SO4、KMnO4（H+）
還原劑：Fe、Zn、Cu、H2S、KI等
Cl2、HNO3、濃H2SO4等
（強氧化劑）
Al 、CO等
Cu2+、H+、S、I2等
（較弱氧化劑）
Zn、Al等
4、鐵三角
【思考】回答下面的問題：
除去FeCl2溶液中FeCl3的最佳方法是？寫出離子方程式。
除去FeCl3溶液中FeCl2的最佳方法是？寫出離子方程式。
除去FeSO4溶液中含有少量的CuSO4雜質。寫出離子方程式。
向FeCl2溶液中加入稍過量的Fe，振蕩，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
向FeCl3溶液中加入稍過量的氯水，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-
向FeCl3溶液中加入稍過量的Fe，過濾。Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu
2.下列物質反應后一定有＋3價鐵生成的是：(　　)
①過量的Fe與Cl2反應　 ②Fe與過量稀硫酸反應　
③FeCl2溶液中通入少量Cl2　 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
A.只有① B.①③
C.①②③ D.全部
B
練一練
電子工業中常用覆銅板（以絕緣板為基材，一面或兩面覆以銅箔，經熱壓而成的一種板狀材料）為基礎材料制作印刷電路板，印刷電路板廣泛用于電視機、計算機、手機等電子產品中。
【背景】
利用FeCl3溶液作為“腐蝕液”，將覆銅板上不需要的銅腐蝕。即把預先設計好的電路在覆銅板上用蠟或不透水的物料覆蓋，以保護不被腐蝕；然后，把覆銅板放到FeCl3溶液中。
Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+
【原理】
取一小塊覆銅板，用油性筆在覆銅板上畫上設計好的圖案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小燒杯中。過一段時間后，取出覆銅板并用水清洗干凈。觀察實驗現象，并展示制作的圖案。
【實驗操作】
【實驗現象】
2FeCl 3 ＋ Cu ＝ 2FeCl 2 ＋ CuCl 2
FeCl 3腐蝕覆銅板，如何從腐蝕液中回收Cu和FeCl3
CuCl 2
FeCl 2
FeCl 3
腐蝕液
過濾
過濾
Cl2/H2O2
FeCl 3
思考與討論
為使使用后的“腐蝕液”能得到充分利用，如何處理使用后的“腐蝕液”？
Cu Fe
FeCl 2
鹽酸
Fe
Cu
FeCl 2
3．制印刷電路板時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發生的反應為
2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2。向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時加入鐵
粉和銅粉，反應結束后，下列結果不可能出現的是（ ）
A．燒杯中有銅、無鐵 B．燒杯中有鐵、無銅
C．燒杯中鐵、銅都有 D．燒杯中鐵、銅都無
B
練一練
鐵鹽和亞鐵鹽的檢驗
鐵鹽和亞鐵鹽的轉化
①物理方法：觀察顏色
②化合方法：
a.NaOH溶液—Fe2+\Fe3+
沉淀顏色不同
b.KMO4溶液—Fe2+還原性
c.KSCN溶液—Fe3+特性
①Fe2+既具有氧化性（與活潑金屬如Al還原成Fe）又具有還原性（與強氧化劑如H2O2氧化成Fe3+）
②Fe3+主要體現氧化性（與強還原劑如Fe\Cu\I-等還原成Fe2+。
選項 甲組 乙組
A 新制氯水、 KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
1.選擇合適試劑完成甲、乙兩組實驗。下列試劑及加入試劑順序能達到實驗目的的是（ ）
甲組：檢驗含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+；
乙組：檢驗含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+
B
2.對實驗Ⅰ～Ⅳ的實驗現象判斷正確的是:(　 　)
A.實驗Ⅰ：產生紅褐色沉淀
B.實驗Ⅱ：溶液變紅色
C.實驗Ⅲ：試管中溶液變淺黃色
D.實驗Ⅳ：試管中先出現白色沉淀，迅速變灰綠色，最后變為紅褐色
D
3、從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下:
則下列說法正確的是( )
A. 試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸
B. 操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同
C. 試劑c是氯氣，相應的反應為：2Fe2＋＋Cl2 =2Fe3＋＋2Cl-
D. 用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液中是否還有Fe2+
C

展開更多......

收起↑