資源簡介

一起課件 專注教學(xué)課件制作
單質(zhì)鐵 鐵的氧化物
一、教學(xué)目標(biāo)
1、結(jié)合生活中鐵制品的應(yīng)用，了解單質(zhì)鐵的性質(zhì)及用途，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會的責(zé)任意識。
2、通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理，對比鈉與水反應(yīng)，加深對微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。
3、通過學(xué)習(xí)鐵的氧化物，學(xué)會從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識具有變價(jià)元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并建立認(rèn)識模型，豐富研究物質(zhì)的思路和方法，達(dá)成宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1、重點(diǎn)：鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)
2、難點(diǎn)：鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一、課堂導(dǎo)入
【教師】Fe是日常生活中最常見的金屬，展示身邊常見的鐵制品的圖片。
【提問】這些鐵制品是游離態(tài)的鐵，還是化合態(tài)的鐵？
【學(xué)生】前三個(gè)鐵制品都是游離態(tài)也就是鐵單質(zhì)，最后一個(gè)鐵制品是化合態(tài)的鐵。
【教師】今天我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——鐵的單質(zhì)以及鐵的氧化物。
環(huán)節(jié)二、鐵的存在形式
【教師】請同學(xué)們先閱讀教材，小結(jié)鐵在自然界中的存在形式。圖片展示：隕鐵、丹霞地貌的照片
【學(xué)生】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(zhì)形態(tài)存在，但主要是以 ＋ 2價(jià)和 ＋ 3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中。
【教師】鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位。
環(huán)節(jié)三、鐵的冶煉及應(yīng)用
【教師】自然界中的鐵主要是以＋2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中，那么該如何把鐵從鐵礦石中提煉出來呢？
【教師】圖片展示：工業(yè)高爐煉鐵。
【提問】工業(yè)煉鐵的原料、原理分別是什么？還記得高爐煉鐵所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)嗎？
【學(xué)生1】煉鐵原料：鐵礦石、焦炭、石灰石。
【學(xué)生2】原理：鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出鐵單質(zhì)，鐵水從出鐵口放出
【學(xué)生3】化學(xué)反應(yīng)為：C＋O2 ==== CO2、C＋O2 ==== 2CO、Fe2O3＋3CO ==== 2Fe＋3CO2
【教師】下課以后請同學(xué)們結(jié)合資料，了解鐵的應(yīng)用史和發(fā)展。
環(huán)節(jié)四、鐵單質(zhì)的性質(zhì)
【教師】下面，一起了解下鐵的物理性質(zhì)。鐵單質(zhì)是什么顏色呢？
【學(xué)生】黑色
【講解】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(jìn)入人眼的可見光很少，所以呈黑色。實(shí)際上，鐵單質(zhì)為銀白色、有金屬光澤。
【教師】鐵的熔沸點(diǎn)分別為1535℃、2750℃，鐵單質(zhì)的密度為7.86g/cm3，而且鐵的延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性均良好。
【提問】鐵有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？
【學(xué)生】可以和非金屬單質(zhì)反應(yīng)，比如氧氣、氯氣、硫單質(zhì)等等。
【教師】請分別寫出鐵與氧氣、氯氣、硫單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【學(xué)生】化學(xué)方程式為：3Fe＋2O2==== Fe3O4 、Fe＋S====FeS 、2Fe＋3Cl2====2FeCl3
【學(xué)生】鐵還可以與酸比如鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)，實(shí)際是與酸（非氧化性酸）中的H+反應(yīng)。
【教師】請同學(xué)們寫出鐵與酸反應(yīng)的離子方程式。
【學(xué)生】離子方程式為：Fe + 2H+ ==== Fe2+ + H2↑
【教師】鐵還可以和什么反應(yīng)呢？
【學(xué)生】可以和鹽溶液反應(yīng)，比如硫酸銅溶液。鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Fe + Cu2+ ==== Cu + Fe2+
【思考】在鐵與氯氣反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)，鐵的化合價(jià)的變化有什么異同？為何有這種異同？
【學(xué)生】鐵作為還原劑與強(qiáng)氧化劑比如氯氣反應(yīng)，鐵原子失去3個(gè)電子生成+3價(jià)鐵的化合物；而鐵與弱氧化劑比如鹽酸、硫酸銅等反應(yīng)，鐵則失去2個(gè)電子生成+2價(jià)鐵的化合物。
【練習(xí)】1、下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是 (　 C 　)
A、鐵在自然界中全部以化合態(tài)的形式存在
B、鐵與硝酸銀反應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)
C、鐵在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)
D、工業(yè)上用CO2在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3 的鐵礦石煉鐵
2、下列鹽既可以通過金屬與酸反應(yīng)得到，也可以通過金屬與單質(zhì)反應(yīng)得到的是 (　 C 　)
A、FeCl3 B、FeCl2 C、MgCl2 D、CuCl2
3、將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有三價(jià)鐵離子生成的是(　 B 　)
A、硫酸 B、硝酸鋅 C、硫酸鋅 D、氯化銅
環(huán)節(jié)五、實(shí)驗(yàn)探究——鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)
【教師】根據(jù)材料發(fā)現(xiàn)：鋼鐵廠生產(chǎn)中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具前，模具必須進(jìn)行充分干燥處理。
【提問】在常溫下，鐵與水是不發(fā)生反應(yīng)的。那么，在高溫下鐵能否與水反應(yīng)呢？
【學(xué)生】在高溫條件下，鐵能與水反應(yīng)。
【提問】從理論上來說，鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？
【講解】對比鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣，因此鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物也可能是鐵的氫氧化物和氫氣。
【學(xué)生】鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物可能為氫氧化鐵和氫氣。
【教師】下面，一起通過實(shí)驗(yàn)來探究還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物。
【提問】其實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)該有幾部分構(gòu)成呢？
【學(xué)生】分為三部分，分別為：水蒸氣的產(chǎn)生裝置、水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)裝置、氣體產(chǎn)物檢驗(yàn)裝置。
【教師】下面，給大家介紹實(shí)驗(yàn)需要用的儀器，分別有：酒精燈、試管、防風(fēng)罩、鐵架臺、導(dǎo)管、蒸發(fā)皿。實(shí)驗(yàn)要用到的試劑有：濕棉花、還原鐵粉、肥皂液、火柴。
【教師】演示/播放視頻，請同學(xué)們觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
【學(xué)生】鐵粉逐漸紅熱，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量的肥皂泡，點(diǎn)燃?xì)馀輹l(fā)出爆鳴聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體為黑色。
【提問】通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請同學(xué)們分析出鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物有什么呢？
【學(xué)生】根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果證明，產(chǎn)物中的氣體為氫氣，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色，說明產(chǎn)物中的固體不是氧化鐵或氫氧化鐵，推測可能是四氧化三鐵。
【教師】鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe + 4H2O(g) ==== Fe3O4 + 4H2
注意，在書寫該化學(xué)方程式的時(shí)候，水是需要標(biāo)注狀態(tài)為氣體。
【教師】實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，請同學(xué)們一起思考交流：
1、棉花的作用是什么？
2、酒精燈的火焰用防風(fēng)罩套住的用處是什么？
3、肥皂液的作用是什么？
4、結(jié)束時(shí)，需要注意什么？
【學(xué)生1】棉花的作用是提供水蒸氣。
【學(xué)生2】防風(fēng)罩可用來提高溫度使得加熱效果更好。
【學(xué)生3】肥皂液的作用為收集氫氣。
【學(xué)生4】結(jié)束時(shí)應(yīng)該先撤導(dǎo)管再移酒精燈。
環(huán)節(jié)六、鐵的氧化物
【教師】鐵的常見氧化物有以下三種，分別為氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵。下面，一起學(xué)習(xí)一下三種氧化物的物理性質(zhì)。這三種氧化物的的色、態(tài)分別為？
【學(xué)生】氧化亞鐵為黑色粉末、氧化鐵為紅棕色粉末、四氧化三鐵為黑色粉末。
【教師】這三種氧化物均不溶于水。
【提問】請同學(xué)們推測，這三種氧化物有什么相同的化學(xué)性質(zhì)和不同的化學(xué)性質(zhì)。
【學(xué)生1】從物質(zhì)類別的角度分析，三者都是金屬氧化物，都能與酸反應(yīng)。三者都難溶于水，不與水反應(yīng)。
【學(xué)生2】從元素價(jià)態(tài)的角度分析，F(xiàn)eO、Fe3O4既有氧化性，又有還原性，F(xiàn)e2O3具有氧化性。
【教師】通過對這三種氧化物化學(xué)性質(zhì)的預(yù)測，下面一起學(xué)習(xí)這三種氧化物具體的化學(xué)性質(zhì)。
【提問】這三種氧化物有哪些是堿性氧化物呢？
【學(xué)生】氧化亞鐵和氧化鐵都是堿性氧化物，四氧化三鐵為復(fù)雜氧化物。
【教師】請同學(xué)們嘗試寫出這三種氧化物分別與酸也就是H+反應(yīng)的離子方程式。
【學(xué)生1】氧化亞鐵與酸反應(yīng)的離子方程式：FeO+2H+=Fe2++H2O
【學(xué)生2】氧化鐵與酸反應(yīng)得離子方程式：Fe2O3+6H+=2Fe3++H2O
【學(xué)生3】四氧化三鐵與酸反應(yīng)的離子方程式：Fe3O4+8H+=2Fe3+Fe2++4H2O
【教師】這三種氧化物在高溫時(shí)，都能與C、CO、H2反應(yīng)，被還原成Fe(煉鐵)。
點(diǎn)燃
點(diǎn)燃
高溫(共22張PPT)
第一節(jié)第1課時(shí)
授課老師：XXX
單質(zhì)鐵
鐵的氧化物
ELEMENTAL IRON
IRON OXIDE
第三章
ELEMENTAL IRON
課堂導(dǎo)入
這些鐵制品是游離態(tài)的鐵，還是化合態(tài)的鐵？
一、鐵的存在形式
1、鐵元素在自然界的存在
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(zhì)形態(tài)存在，但主要是以 ＋ 2價(jià)和 ＋ 3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中。
丹霞地貌巖石和紅土中含F(xiàn)e2O3而呈紅色
隕鐵
一、鐵的存在形式
2、鐵元素在自然界的含量
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(yīng)用
自然界中的鐵主要是以+ 2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中，那么該如何把鐵從鐵礦石中提煉出來呢？
二、鐵的冶煉及應(yīng)用
工業(yè)煉鐵的原料、原理分別是什么？還記得高爐煉鐵所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)嗎？
鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出鐵單質(zhì)，鐵水從出鐵口放出
C＋O2 ==== CO2
點(diǎn)燃
C＋O2 ==== 2CO
高溫
Fe2O3＋3CO ==== 2Fe＋3CO2
高溫
三、鐵單質(zhì)的性質(zhì)——物理性質(zhì)
顏色 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃ 密度/ (g·cm-3) 延展性 導(dǎo)熱性 導(dǎo)電性 導(dǎo)磁性
　
銀白色，有金屬光澤
1535
2750
7.86
良好
鐵粉
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(jìn)入人眼的可見光很少，所以呈黑色。
三、鐵單質(zhì)的性質(zhì)——化學(xué)性質(zhì)
1、與非金屬單質(zhì)反應(yīng)，如O2 、Cl2 、S
3Fe＋2O2==== Fe3O4
點(diǎn)燃
Fe＋S====FeS
2Fe＋3Cl2====2FeCl3
2、與酸（H+）反應(yīng)，如鹽酸、稀硫酸
Fe + 2H+ ==== Fe2+ + H2 ↑
3、與鹽溶液反應(yīng)，如CuSO4溶液
Fe + Cu2+ ==== Cu + Fe2+
三、鐵單質(zhì)的性質(zhì)——化學(xué)性質(zhì)
【思考】在鐵與氯氣反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)，鐵的化合價(jià)的變化有什么異同？為何有這種異同？
還原劑Fe
強(qiáng)氧化劑
Fe3+
Cl2等
Fe2+
弱氧化劑
S、H+、Cu2+等
課堂檢測
【例1】下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是 (　 　)
C
A
鐵在自然界中全部以化合態(tài)形式存在
B
鐵與硝酸銀反應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)
C
鐵在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)
D
工業(yè)上用CO2在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3 的鐵礦石煉鐵
課堂檢測
【例2】下列鹽既可以通過金屬與酸反應(yīng)得到，也可以通過金屬與單質(zhì)反應(yīng)得到的是 (　 　)
C
A
FeCI3
D
CuCl2
B
FeCl2
C
MgCl2
課堂檢測
【例3】將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有三價(jià)鐵離子生成的是(　 )
B
A
硫酸
D
氯化銅
B
硝酸鋅
C
硫酸鋅
四、實(shí)驗(yàn)探究——鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)
【材料】鋼鐵廠生產(chǎn)中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具前，模具必須進(jìn)行充分干燥處理。
1、在常溫下，鐵與水是不發(fā)生反應(yīng)的。那么，在高溫下鐵能否與水反應(yīng)呢？
鋼水注入干燥的模具
能反應(yīng)
2、 從理論上來說，鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？
鈉與水的反應(yīng)：Na + H2O = NaOH + H2
推測
鐵與水的產(chǎn)物:Fe(OH)3 + H2
四、實(shí)驗(yàn)探究——鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)
進(jìn)行還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)并驗(yàn)證氣體產(chǎn)物，其實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)有幾部分構(gòu)成？
水蒸氣的產(chǎn)生裝置
水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)裝置
氣體產(chǎn)物檢驗(yàn)裝置
四、實(shí)驗(yàn)探究——鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)
鐵粉逐漸紅熱，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量的肥皂泡，點(diǎn)燃?xì)馀輹l(fā)出爆鳴聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體為黑色。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果證明，產(chǎn)物中的氣體為氫氣，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色，說明產(chǎn)物中的固體不是氧化鐵或氫氧化鐵，推測可能是四氧化三鐵。
實(shí)驗(yàn)分析
化學(xué)方程式：3Fe + 4H2O(g) ==== Fe3O4 + 4H2
高溫
四、實(shí)驗(yàn)探究——鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)
【思考交流】
① 棉花的作用： 。
② 酒精燈的火焰可用防風(fēng)罩套住，_______________________。
③ 肥皂液的作用： 。
④ 結(jié)束時(shí)，先_________，再___________。
提供水蒸氣
提高溫度，加熱效果更好
收集氫氣
撤導(dǎo)管
移酒精燈
五、鐵的氧化物——物理性質(zhì)
化學(xué)名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵
化學(xué)式
鐵元素化合價(jià)
俗稱 ——
色、態(tài)
水溶性
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
+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
五、鐵的氧化物
鐵元素形成的三種氧化物，分別是氧化亞鐵（FeO)、氧化鐵(Fe2O3)和四氧化三鐵(Fe3O4)。請同學(xué)們推測，這三種氧化物有什么相同的化學(xué)性質(zhì)和不同的化學(xué)性質(zhì)。
五、鐵的氧化物
【性質(zhì)推測】
1、從物質(zhì)類別的角度分析，三者都是金屬氧化物，都能與酸反應(yīng)。三者都難溶于水，不與水反應(yīng)。
2、從元素價(jià)態(tài)的角度分析，F(xiàn)eO、Fe3O4既有氧化性，又有還原性，F(xiàn)e2O3具有氧化性。
五、鐵的氧化物——化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)式
氧化物類別
與酸（H+）反應(yīng)
氧化性
用途
FeO
Fe2O3
Fe3O4
堿性氧化物
復(fù)雜氧化物
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++H2O
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
高溫時(shí)，都能與C、CO、H2反應(yīng)，被還原成Fe(煉鐵）
常用做色素
油漆、涂料的紅色顏料
磁鐵打印機(jī)的粉末
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