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第三章 鐵 金屬材料
第一節 鐵及其化合物
第1課時 鐵的單質
人類在四千五百多年前就開始使用鐵器。鐵是目前產量最大、使用最廣泛的金屬。
Fe
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
化合價
0
2
Fe3O4
Fe3+
單質 氧化物 堿 鹽 物質類別
+3
+6
Fe(OH)2
Fe2+
FeO42-
金屬單質
金屬氧化物
堿
鹽
金屬及其化合物研究方法
任務一 鐵元素在自然界中的存在
赤鐵礦Fe2O3
菱鐵礦FeCO3
磁鐵礦Fe3O4
黃鐵礦FeS2
隕鐵
游離態（單質）：隕鐵
化合態：以+2價和+3價化合物的形式存在與礦石中
鐵元素在地殼中的含量排在 ，僅次于 ，
第四位
氧硅鋁
是含量第二多的金屬元素，是使用最廣泛的金屬。
任務一 鐵元素在自然界中的存在
工業上鐵的冶煉：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的CO把鐵從鐵礦石中還原出來。
Fe3O4+4CO ===3Fe + 4CO2
高溫
(冶煉赤鐵礦)
(冶煉磁鐵礦)
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高溫
任務二 鐵的物理性質
固體顏色 光澤 熔點 沸點 質地 密度 導電、導熱性 延展性
1535℃ 2750℃ 大 (7.86 g·cm-3) 良好 好
【注】鐵能被磁鐵吸引
銀白色
金屬
光澤
軟
思考：為什么鐵片是銀白色，而鐵粉卻是黑色？
鐵粉的晶體幾何形狀被破壞，鐵粉沒有吸收完的光被漫反射，能夠進入人眼的可見光很少，所以呈黑色。
問題：從物質類別和元素價態的視角預測鐵的化學性質？
任務三 鐵的化學性質
Fe3+
Fe2+
與非金屬單質反應
與酸溶液反應
與某些鹽溶液反應
Fe
物質類型
元素價態
強還原性
金屬單質
強氧化劑 Cl2等
弱氧化劑(S、H+、Cu2+)
任務三 鐵的化學性質
① Fe與O2：
1. 鐵與非金屬單質反應
② Fe與Cl2：
③ Fe與S：
鐵絲與硫磺的反應
空氣中緩慢氧化生成鐵銹：Fe2O3(紅棕色)
任務三 鐵的化學性質
2. 鐵與非氧化性酸(如HCl)反應
Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
Fe＋2H+=Fe2+＋H2↑
硝酸、濃硫酸為強氧化性酸，后續再進行學習
3. 鐵與鹽溶液(如CuCl2)反應
Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu
Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu
任務三 鐵的化學性質
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
通過鈉和水的反應，可知水是一種較弱的氧化劑
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
Fe是氫之前的金屬，與水反應能不能置換出氫氣？
Fe+H2O Fe(OH)3+H2↑

在鋼鐵廠的生產中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前，模具必須進行充分干燥處理，不得留有水，為什么？若鐵在高溫下能與水反應，根據所學知識預測產物。
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+H2O Fe3O4+H2↑
？
任務三 鐵的化學性質
4. 鐵與水蒸汽反應
實驗裝置
操作及現象
實驗結論
用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，反應后試管內固體仍為黑色
紅熱的鐵能與水蒸氣反應：
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
為什么放一團濕棉花？
產生水蒸氣，與鐵粉反應
課堂練習
下列說法正確的是
A. 我國在戰國中期就開始使用鐵制品
B. 自然界中的鐵元素只存在于化合物中
C. 鐵能與所有金屬的鹽溶液反應生成亞鐵鹽和金屬
D. 高爐煉鐵是用還原劑將鐵從它的化合物中還原出來
C
課堂練習
下列敘述中正確的是
A．Fe在少量Cl2中燃燒生成FeCl2
B．Fe與S混合加熱生成FeS2
C．3 mol Fe單質完全轉變為Fe3O4，失去8NA個電子
D．氧化性：Fe2+>Cu2+
C
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
課堂練習
B

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