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41 第四课 铁的氧化物和氢氧化物

免费读1261字2024-07-22

  老师:同学们好,在之前的两节课中,同学们一起学习了铁及其合金的性质,了解了铁及其合金在生活中广泛的用途。不仅是铁,单质铁的化合物同样在生活中用途广泛。今天我们将一起学习铁的氧化物与氢氧化物的性质与用途。我们知道铁元素有多种价态,铁的氧化物主要有铁元素乘正二价的氧化亚铁、正三价的三氧化二铁,以及同学们在初中就接触过的四氧化三铁。四氧化三铁是一种复杂的化合物,其中既含有正二价的铁元素,也含有三价的铁元素,可以看作以下形式,但请同学们注意,四氧化三铁是一种纯净物,而不是混合物。请同学们观察。

  老师:贴了3种氧化物的图片,总结它们各自的颜色与状态,我们可以看到氧化亚铁与四氧化三铁都是黑色的固体,三氧化二铁则是一种红棕色的固体。古人对于三氧化二铁和四氧化三铁的发现与应用都是较早的。战国时期的古书尚书吕共中就有关于黑土、白赤土、青土、黄土的记载,这里的吃土中就含有较多的三氧化二铁,说明那时的人们已经对具有不同天然色彩的矿物和土壤有所认识。

  老师:三氧化二铁由于其颜色,又被称之为铁红,从古时候开始就被广泛应用于颜料和涂料当中。大名鼎鼎的敦煌壁画使用的颜料就大量用到了含有三氧化二体的矿物。到现在,三氧化二铁依旧作为颜料广泛用于汽车涂料、建筑涂料等,是较好的环保涂料。同样,古人也很早就将四氧化三铁应用到了生活当中。根据古矿路记载,战国时期,我国已将天然磁铁磨成勺形,放在光滑的平面上。地词作用下手柄指南约思南,这就是世界上第一个指南仪。天然磁铁的主要成分就是四氧化三铁,所以四氧化三铁又被称之为雌性氧化铁。

  老师:我们可以看到,当磁铁靠近四氧化三铁时,四氧化三铁会因为其磁性而而被磁铁所吸引。以三氧化二铁和四氧化三铁为主要成分的矿物质广泛存在于自然界中。其中赤铁矿是以三氧化二铁为主要成分的矿石,磁铁矿是以四氧化三铁为主要成分的矿石。但在自然界中,以氧化亚铁为主要成分的矿物质含量很少,古人对于氧化亚体的应用也比较少。

  老师:请同学们思考一下,为什么氧化亚铁为主要成分的矿物质含量非常的少?这是因为在通常情况下,氧化亚铁在空气中较为不稳定,容易被氧气所氧化。三氧化二铁鱼四氧化三铁则较为稳定。在自然界中分布较广的赤铁矿也被我们用于工业炼铁。在铁蛋质的学习中,我们已经学习了相关的化学方程式,请同学们回忆一下。其原理是一氧化碳作为还原剂,将正三价的铁元素还原,生成铁单质。一氧化碳除了可以将三氧化二铁还原为铁蛋之外,也可以将氧化亚铁、四氧化三铁还原为铁单质。请同学们根据氧化还原反应得式电子守恒的规律,尝试将这两个方程式书写出来。我们可以看到,化学方程式均为一氧化碳还原铁的氧化物生成铁单质与二氧化碳气体。除了可以被一氧化碳气体还原外,铁的氧化物还可以与酸反应。我们来看一下氧化亚铁与氧化铁溶于酸的实验现象。首先是氧化亚铁溶于盐酸,实验过程中加热是为了加快反应速率,便于我们观察现

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