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1、第一节第一节 铁及其化合物铁及其化合物第三章第三章 铁铁 金属材料金属材料（铁单质铁单质）一、铁元素概述1.自然界中的铁:在四千五百多年以前在四千五百多年以前,人类就会利用陨铁人类就会利用陨铁.我国春秋时代晚期已我国春秋时代晚期已炼出可供浇铸的液态生铁炼出可供浇铸的液态生铁,隋唐年间开始用煤炼铁隋唐年间开始用煤炼铁,明代已能用焦明代已能用焦炭冶炼生铁炭冶炼生铁.铁既有单质(陨铁中的铁单质)形态又有化合物(矿石中+2、+3价铁的化合物)形态。2.含量:铁在地壳中含量居第四位,仅次于氧、硅、铝。3.开发利用:我国目前发现最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已
2、掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。工业炼铁的反应原理为二、铁的单质1.物理性质 铁有延展性、导热性、导电性,但其导电性不如铜和铝,铁还能被磁铁吸引。其熔、沸点较高,熔点:1 535、沸点:2 750。密度:7.86 gcm-3。2.化学性质(1)与非金属单质(O2、Cl2等)反应,如Fe与Cl2反应:2Fe+3Cl2 2FeCl3(2)与盐酸、稀硫酸反应:Fe+2H+=Fe2+H2(离子方程式)。(3)与某些盐反应,如Fe与CuSO4溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2+Cu(离子方程式)。(4)铁与水蒸气的反应
3、铁与水蒸气的反应 铁不能与冷、热水反应铁不能与冷、热水反应,（可以在水，氧气的条件下（可以在水，氧气的条件下被腐蚀生锈，主要成分是三氧化二铁）但能否与水蒸气被腐蚀生锈，主要成分是三氧化二铁）但能否与水蒸气反应反应?请设计一个简单的实验装置请设计一个简单的实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应使还原铁粉与水蒸气反应1.水蒸气的发生装置水蒸气的发生装置2.水蒸气与铁粉反应装置水蒸气与铁粉反应装置3.产物的检验产物的检验(收集收集)装置装置水蒸气的水蒸气的发生装置发生装置水蒸气与铁水蒸气与铁粉反应装置粉反应装置产物收产物收集装置集装置 方案方案1:该反应装置各部分的作用是什么？该反应装置各部分的作用是什么
4、？产产生生水水蒸蒸气气水蒸气与铁粉反应水蒸气与铁粉反应检检验验产产生生的的气气体体吸收水蒸气吸收水蒸气铁粉与水蒸气反应的实验装置铁粉与水蒸气反应的实验装置 方案方案2:实实验验装装置置 方案方案3:操作现操作现象象用火柴点燃肥皂液用火柴点燃肥皂液,听到听到_声声,证明生成了证明生成了_实验结实验结论论在高温下在高温下,铁能与水蒸气反应生成铁能与水蒸气反应生成H H2 2,化学方程式为化学方程式为_高温=爆鸣爆鸣H H2 23Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2 加热时加热时,试管内铁粉红热试管内铁粉红热,产生大量的肥皂泡，点燃肥皂泡可产生大量
5、的肥皂泡，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。听到爆鸣声。3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)O(g)Fe Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2高温高温现象：现象：8e-设计原理：设计原理：当加热试管时，湿棉花中当加热试管时，湿棉花中的水受热变为水蒸气，跟试管中的铁粉的水受热变为水蒸气，跟试管中的铁粉在加热条件下反应产生氢气，在加热条件下反应产生氢气，H H2 2沿导管沿导管通入到肥皂液中鼓起大量充满通入到肥皂液中鼓起大量充满H H2 2的气泡，的气泡，用火柴点燃产生爆鸣声以检验用火柴点燃产生爆鸣声以检验H H2 2改进改进实验实验实验步骤：实验步骤：将将2支粉笔研碎成颗粒状，用水浸湿。支粉笔研碎成颗粒状，用水浸湿。试管中先加入湿粉笔颗粒，再加入试管中先加入湿粉笔颗粒，再加入3药匙还原铁粉。药匙还原铁粉。如图所示装置，先稍微加热湿粉笔颗粒，再集中加热还原铁粉；如图所示装置，先稍微加热湿粉笔颗粒，再集中加热还原铁粉；几分钟后几分钟后可以观察可以观察到蒸发皿中布满氢气肥皂泡，到蒸发皿中布满氢气肥皂泡，移开导气管移开导气管，用坩埚钳夹住火柴，用坩埚钳夹住火柴点燃蒸发皿中的肥皂泡点燃蒸发皿中的肥皂泡。开始时，先加热一点时间后再把导气管插入到肥皂液中；结束时，先撤导气管后停开始时，先加热一点时间后再把导气管插入到肥皂液中；结束时，先撤导气管后停止加热。止加热。BBBB
