铁及其化合物用途广泛的金属材料课件.ppt
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1、1,a,1a,【考纲点击】1了解金属铁及其重要化合物的主要性质及应用2了解合金的概念及其重要应用,2,a,【考纲点击】2a,【考情播报】1与生产、生活相联系考查铁及其化合物的重 要应用2结合实验、推断考查Fe(OH)2的制备、Fe2与 Fe3的相互转化及检验3常见铁、铜、铝合金的主要性能及应用.,3,a,【考情播报】3a,1物理性质 铁是 金属,熔沸点 ,抗 性强,能被 磁铁吸引,具有金属的一般物理性质,2化学性质 铁是一种变价金属元素,通常显 价和 价,银白色,较高,腐蚀,2,3,4,a,1物理性质2化学性质银白色较高腐蚀234a,(1)与非金属反应 铁和氧气反应:常温下发生腐蚀生成 . 点
2、燃条件下生成Fe3O4,化学方程式为: . 铁和氯气反应,化学方程式为: . 铁和硫反应,化学方程式为: .(2)与H2O(g)反应 化学方程式为: .,Fe2O3,3Fe2O2 Fe3O4,2Fe3Cl2 2FeCl3,FeS FeS,3Fe4H2O(g) Fe3O44H2,5,a,(1)与非金属反应Fe2O3 3Fe2O2,(3)与酸反应 铁与非氧化性酸(如稀H2SO4、盐酸等)反应生成Fe2, 放出H2.其离子方程式为: . 铁与氧化性酸反应,不放H2. 常温下遇 、 发生钝化 少量铁与稀HNO3反应: .,浓H2SO4,浓HNO3,Fe4HNO3 = Fe(NO3)3NO ,2H2O,
3、Fe2H = Fe2H2,6,a,(3)与酸反应浓H2SO4浓HNO3Fe4HNO3 =,(4)与盐溶液反应 铁和CuSO4溶液反应: . 铁和FeCl3溶液反应: .,FeCu2 = Fe2CuFe2Fe3 = 3Fe2,7,a,(4)与盐溶液反应FeCu2 = Fe2Cu7a,铁反应的产物1铁与不同氧化剂反应的产物判断 由于铁是变价金属元素,它与氧化性不同的氧化剂 反应时,其产物中铁元素的化合价不同:(1)Fe可被S、I2、H、Fe3、Cu2等氧化为Fe2.(2)Fe可被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(加热)等氧化为Fe3.(3)Fe与O2(点燃)或H2O(高温)生成Fe3O4.,
4、8,a,铁反应的产物8a,2铁与稀HNO3反应的分析与产物判断(1)分析关键 明确哪种物质过量 根据两种物质的物质的量分析判断(2)反应原理 HNO3过量:Fe4HNO3 = Fe(NO3)3NO2H2O Fe过量时:还发生反应Fe2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2,两 者相加得总化学反应方程式:3Fe8HNO3 = 3Fe(NO3)2 2NO4H2O,9,a,2铁与稀HNO3反应的分析与产物判断9a,(3)产物判断,10,a,10a,Fe若被强氧化剂氧化生成Fe3,在Fe过量时,因发生反应Fe2Fe3 = 3Fe2,最终生成Fe2.,11,a,Fe若被强氧化剂氧化生成Fe3,在Fe过
5、量时,因发生反应F,1下列关于铁的叙述正确的是 () 铁能被磁铁吸引,但纯铁易腐蚀 在人体的血红蛋白中含有铁元素 铁位于元素周期表中第四周期第B族 铁能在氧气中剧烈燃烧,但不能在水蒸气中燃烧 铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3 不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3 AB C D,12,a,1下列关于铁的叙述正确的是,解析:当铁中含有杂质时,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀反应,所以,纯铁的抗腐蚀能力较强;铁位于元素周期表的第族,而不是第B族;铁在氧气中可以剧烈燃烧,而与水蒸气反应则看不到燃烧现象;Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2;FeCl2、Fe(
6、OH)3都可通过化合反应Fe2FeCl3 = 3FeCl2,4Fe(OH)2O22H2O = 4Fe(OH)3制得,答案:B,13,a,解析:当铁中含有杂质时,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀反应,,2,3,1.铁的氧化物,14,a,名称氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)化学式Fe,黑色粉末,红棕色粉末,黑色晶体,15,a,名称氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)色态溶解性,FeO2H,= Fe2,H2O,Fe2O36H,= 2Fe3,3H2O,Fe3O48H= Fe22Fe34H2O,16,a,名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁与HFeO2H= Fe,FeOCO FeCO2,F
7、e2O33CO2Fe 3CO2,Fe3O44CO 3Fe4CO2,17,a,名称氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)与COFe,18,a,名称氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)空气中不稳,白,红褐,Fe(OH)22H= Fe22H2O,Fe(OH)33H= Fe33H2O,2.铁的氢氧化物,19,a,化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态 色,Fe(OH)33H= Fe33H2O,20,a,化学式Fe(OH)2Fe(OH)3与氧化性3Fe(OH)2,2Fe(OH)3 Fe2O33H2O,Fe22OH= Fe(OH)2,Fe33OH= Fe(OH)3,21,a,化学式Fe(
8、OH)2Fe(OH)3稳定性易被氧化,受热分解,,白色沉淀,灰绿,红褐,4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)3,22,a,化学式Fe(OH)2Fe(OH)3二者的空气中,Fe(OH),Fe(OH)2制备中的防氧化措施1赶尽空气,应在惰性或还原性气体气氛下反应(如 N2、H2等)2隔绝空气,如用苯、汽油、煤油覆盖在液面上3采用新制备的亚铁盐溶液,溶解亚铁盐时要先将 蒸馏水煮沸除去氧气4向亚铁盐溶液中滴加碱溶液时,将胶头滴管的尖 嘴插入亚铁盐溶液的深部,使Fe(OH)2生成于溶氧 少的部位,23,a,Fe(OH)2制备,Fe(OH)2的制备操作改进型设计,如下图:,24,a,Fe(OH)
9、2的制备操作改进型设计,如下图:24a,根据Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3的过程中的颜色变化可用于物质的推断,25,a,根据Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3的过,2有人设计了如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验:,26,a,2有人设计了如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验:26a,(1)按图所示组装仪器,向一支小的具支试管中加入2 mL 左右稀盐酸,再加入2 mL左右的煤油,玻璃管下端粘住钠粒(用滤纸吸干表面煤油,切去氧化层)(2)将铁丝浸入盐酸,反应放出氢气,待试管内空气排尽后,向上提拉铁丝,使铁丝脱离液面并关闭弹簧夹;用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中,27,a,(1)按图所示组装仪器
10、,向一支小的具支试管中加入2 mL 左,请回答下列问题:(1)写出该实验中发生反应的化学反应方程式:_.(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)?_.,28,a,请回答下列问题:28a,(3)捣入钠粒后,预测具支试管中的现象: _.(4)已知钠粒的质量约0.05 g,现实验室有以下两种不同浓 度的盐酸,你选择(填A或B). A1.1 mol/L B10 mol/L,29,a,(3)捣入钠粒后,预测具支试管中的现象: 29,解析:(4)B选项中盐酸的量太大,溶液呈酸性,不能生成氢氧化亚铁,也不符合节约药品的原则,答案:(1)Fe+2HCl = FeCl2+H2,2Na+2H2O+FeCl2
11、 = Fe(OH)2+2NaCl+H2 (也可写成3个:Fe+2HCl = FeCl2+H2 ,2Na+2H2O = 2NaOH+H2 ,2NaOH+FeCl2 = Fe(OH)2 +2NaCl.),30,a,解析:(4)B选项中盐酸的量太大,溶液呈酸性,不能生成氢氧化,(2)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一小试管气体,用拇指堵住管口,移向酒精灯火焰,放开拇指,若听到“噗”的一声,则说明空气已排尽(3)钠不停地在界面间上下移动,并有气泡产生,很快有白色沉淀出现(答其他现象如:熔化成闪亮的小球,在煤油与盐酸界面间上下移动,钠粒最后消失等的不扣分)(4)A,31,a,(2)在具支试管的出口
12、处用向下排空气法收集满一小试管气体,用,1铁盐(1)Fe3主要表现 ,其溶液是 色(2)Fe3水解使溶液显酸性,离子方程式为: .,Fe33H2O Fe(OH)33H,氧化性,棕黄,32,a,1铁盐Fe33H2O Fe(OH)33H氧化性,(3)铁盐的化学反应 与单质铜、铁反应 离子方程式为: 、 . 与KI溶液反应 离子方程式为: .,2Fe32I= 2Fe2I2,2Fe3Cu = 2Fe2Cu2 2Fe3Fe = 3Fe2,33,a,(3)铁盐的化学反应2Fe32I= 2Fe2I,与氨水反应离子方程式为: .与KSCN溶液反应离子方程式为: .与SO2反应离子方程式为: .,Fe33NH3
13、H2O = Fe(OH)3,Fe33SCNFe(SCN)3,2Fe3SO22H2O = 2Fe2 4H,34,a,与氨水反应Fe33NH3H2O = Fe(OH),2亚铁盐(1)Fe2既有氧化性,又有还原性,但主要表现 性,其 溶液通常显 色(2)亚铁盐溶液在空气中易被 氧化而变质,故保存时要加 入少量的 ,防止其被氧化,还原,浅绿,O2,铁粉,35,a,2亚铁盐还原浅绿O2铁粉35a,(3)亚铁盐的化学反应 与Cl2反应 离子方程式为: . 与稀HNO3反应 离子方程式为: . 与H2O2反应 离子方程式为: .,2Fe2Cl2 = 2Fe32Cl,3Fe24H = 3Fe3NO2H2O,2
14、Fe2H2O22H = 2Fe32H2O,36,a,(3)亚铁盐的化学反应2Fe2Cl2 = 2Fe3,Fe3、Fe2的检验和不同价态之间的转化1Fe3、Fe2的检验方法(1)直接观察颜色 Fe2溶液呈浅绿色,Fe3溶液呈棕黄色,37,a,Fe3、Fe2的检验和不同价态之间的转化37a,(2)利用显色反应(形成络离子),38,a,(2)利用显色反应(形成络离子)38a,(3)利用Fe(OH)3沉淀的颜色,39,a,(3)利用Fe(OH)3沉淀的颜色39a,(4)利用Fe3的氧化性,40,a,(4)利用Fe3的氧化性40a,(5)利用Fe2的还原性,41,a,(5)利用Fe2的还原性41a,2“
15、铁三角”转化关系及应用(1)转化关系,42,a,2“铁三角”转化关系及应用42a,(2)重要应用 判断离子共存 aFe2、Fe3均水解,与 、 、 等因水解相 互促进在溶液中不能大量共存 bFe3与S2、I、HS、 ,Fe2与 (H)、ClO、 (H)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存,43,a,(2)重要应用43a,除杂方法aFe2(Fe3):加Fe粉过滤;bFeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;cFeCl2(CuCl2):加Fe粉,过滤,44,a,除杂方法44a,0价的铁只体现还原性,Fe3一般体现氧化性,Fe2既有氧化性又有还原性,45,a,0价的铁只体现还原性,Fe3一般体现
16、氧化,3有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液,用 一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是() A盐酸 B烧碱熔液 C氨水 DKSCN溶液,46,a,3有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl,解析:盐酸与五种溶液都不反应;烧碱溶液与NaCl无明显现象,与FeCl2产生白色沉淀,且白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,与FeCl3产生红褐色沉淀,与MgCl2生成白色沉淀,与AlCl3先产生白色沉淀后继续加NaOH沉淀溶解,B选项正确;氨水与MgCl2、AlCl3均产生白色沉淀,无法鉴别MgCl2、AlCl3;KSCN只有与FeCl3产生红色现象,其
17、他物质无法鉴别,答案:B,47,a,解析:盐酸与五种溶液都不反应;烧碱溶液与NaCl无明显现象,,1合金(1)概念:由 熔 合而成的具有 的物质(2)性能:一般来说,合金的熔点比它的各成分金属的熔 点都 ,硬度比它的各成分金属的 ,具有良好 的物理、化学或机械性能,两种或两种以上的金属(或金属与非金属),金属特性,低,大,48,a,1合金两种或两种以上的金属(或金属与非金属)金属特性低大4,2常见的金属材料 金属材料包括纯金属和合金,可分为 材料和 材料 (1)黑色金属材料钢铁 钢是用量最大,用途最广的合金,黑色金属,有色金属,49,a,2常见的金属材料黑色金属有色金属49a,50,a,50a
18、,(2)有色金属材料铜和铝 我国使用最早的合金是 ,常见的铜合金还有 和 铝合金 a常见种类:硅铝合金、镁铝合金、硬铝(含Al、Cu、 Mg、Mn、Si元素),黄铜,白铜,青铜,51,a,(2)有色金属材料铜和铝黄铜白铜青铜51a,b性质特征: 、 、 、易于加工、 成本低廉且表面易形成 而具有一定的抗 腐蚀能力 c主要用途:建筑业、容器和包装业、交通运输及 电子行业,密度小,强度高,塑性好,致密的氧化膜,52,a,b性质特征: 、,常见合金及其重要应用1铜合金,53,a,常见合金及其重要应用合金主要成分主要用途青铜铜、锡机器零件,,2.铁合金,54,a,铁合金主要成分元素主要用途生铁Fe、C
19、(2%4.3%)及S,55,a,铁合金主要成分元素主要用途钢碳素钢低碳钢Fe、C(低于0.3,56,a,铁合金主要成分元素主要用途钢合金钢锰钢Fe、Mn钢轨、轴承、,3铝合金,57,a,3铝合金成分元素主要特征主要用途 Al、Mg、Cu、Si等,合金属于混合物,金属与非金属或金属与金属形成合金时,两者没有发生化学反应,各成分的化学性质没发生改变,58,a,合金属于混合物,金属与非金属或金属与金,4有关合金的叙述正确的是 () A合金的密度比其各成分金属小 B合金的抗腐蚀性能都很好 C合金的导电性能比成分金属强 D多数合金比成分金属熔点低,硬度大,59,a,4有关合金的叙述正确的是,解析:合金与
20、其成分金属相比,具有许多优良的物理、化学性质或机械性能,如硬度比它的成分金属大,熔点比它的成分金属低,答案:D,60,a,解析:合金与其成分金属相比,具有许多优良的物理、化学性质或机,例1(2009江西模拟)某固体X由两种常见元素组成,其中金属元素与另一非金属元素的质量之比为141.在一定条件下X可发生下列转化(如图),有的反应标出全部产物,有的反应只标出部分产物P为混合气体,R是无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,E是密度最小的常见气体常温下B为液体,C为红褐色沉淀,M为常见金属单质,61,a,例1(2009江西模拟)某固体X由两种常见元素组成,,请填空:,62,a,请填空:62a,(1)
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