铁粉与水蒸气课件.

铁粉与水的反应
1.铁粉放在水里会掉下来。

铁粉是指粒径小于1mm的铁颗粒的集合体。

2.就密度而言，铁的密度比水的密度高得多。

铁粉应该会沉入水中，但这取决于铁粉的量。

借助水的表面张力，可以把针放在水面上漂浮而不下沉；具体情况需要具体分析。

3.判断一个物体放在水中是浮还是沉。

根据物体的密度，如果物体的密度大于水的密度，就会下沉；如果物体的密度小于水的密度，它就会浮起来。

能迅速与高温蒸汽反应生成Fe3O4和H2，3Fe+4H2O =高温= Fe3O4+4H2。

它不能在冷水或热水中与铁反应生成H2。

在潮湿的空气中，即有水和空气存在的情况下，铁会迅速腐蚀生锈，产生Fe2O3.xH2O。

铁粉不与水反应，但与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。

Fe的活度很小，所以在常温下不能和水反应。

但在高温下，它能与水即水蒸气反应，释放出H2。

铁粉不溶于水，但溶于酸。

铁粉在配方中有双重作用，一是与金刚石形成渗碳体碳化物；二是通过与其他元素合金化来强化胎体。

铁基结合剂的力学性能高于铜基和铝基结合剂，与金刚石的润湿性也优于铜基和铝基结合剂。

金刚石的粘附功高于金刚石。

通过合理选择胎体配方和合适的烧结工艺，铁基结合剂金刚石工具的胎体性能可以达到钴基胎体的性能指标，保持金刚石的强度损失小，提高金刚石的握持性。

铁与水蒸气反应装置各部分的作用
铁与水蒸气反应装置各部分的作用如下：
1. 铁粉：提供反应物，与水蒸气发生反应生成四氧化三铁。

2. 酒精灯：提供热源，使水蒸气受热蒸发并与铁粉反应。

3. 硬质玻璃管：提供反应容器，使铁粉和水蒸气在管内发生反应。

4. 导管：连接硬质玻璃管和烧杯，使反应产生的气体能够顺利导出。

5. 烧杯：收集反应产生的气体，观察气体颜色和性质。

6. 橡皮塞：密封硬质玻璃管，防止气体泄漏。

7. 棉花团：吸收硬质玻璃管内的水蒸气，防止水蒸气冷凝成水滴进入烧杯中。

还原铁粉与水蒸气反应
还原铁粉与水蒸气反应是指将还原铁粉与水蒸气反应，产生氧气和热量的化学反应。

还原铁粉（Fe3O4）是一种常见的还原剂，具有很高的还原能力，在反应过程中能够将氧气转化为氧。

具体反应过程如下：
Fe3O4 + 4H2O = 3FeO + 4H2
这是一个双氧化还原反应，在反应过程中，还原铁粉会将水中的氧气还原为氢气，同时产生大量的热量。

这种反应常被用于热氧发动机和燃料电池等装置中，利用这种反应产生的热量来生产电能或推动机械设备。

但是，还原铁粉与水蒸气反应也具有一定的危险性，需要在进行反应时进行足够的保护措施，避免反应过程中的意外事故。

证明还原铁粉与水蒸气反应的现象还原铁粉是一种具有含氧量高、气味特殊、比重大、吸收能力强、发热性活性强的粉末，它是经过多次加工处理的磁性矿物，广泛应用于建材、冶金、粉末冶金和其他新材料制造业中。

铁粉是一种重要的还原剂，可通过与水蒸气反应而实现还原，可以产生大量的氢气和氧气，让人们更为深刻地认识到铁粉的重要性。

从物理学的角度来看，当还原铁粉遇到水蒸气时，受水蒸气的温度影响，其内部磁性结构会发生微小变化，进而使还原铁粉中的氧原子游离出来，形成一种复合物：水蒸气和氧原子的混合物，也就是水和氧。

在这种反应中，原子量的增加、氧原子的释放和碳的减少都会发生，同时还会产生大量的能量耗散，形成铁粉的热反应。

从化学观点来看，还原铁粉与水蒸气反应产生的氢气和氧气可按照这样的方式表示：4Fe + 3H2O→4H2 +4FeO。

这一反应是由水蒸气中的温度和热量激活引起的，在反应中，水蒸气中的水分子拆解成氢原子和氧原子，同时，铁粉中的氧原子和水中水分子拆解而来的氢原子形成FeO氧化物，也就是经典的酸碱反应过程。

从生物学角度来看，还原铁粉与水蒸气反应也具有实际意义。

研究表明，还原铁粉可以产生大量的氢气和氧气，这些氢气和氧气可以被生物利用。

例如，在太阳能技术中，细菌利用高浓度的氢气和氧气提取太阳能，最终将太阳能转化成化学能，利用新绿宝克科技，可以将氢及氧的太阳能转化为可用能源，从而大大提高人类的生活水平。

从应用角度来看，还原铁粉与水蒸气反应也具有重要的实际意义。

在工业生产中，还原铁粉可以用作大规模高效燃料、成分，它也可以和其他物质结合，形成更高效能的反应，从而提高工业生产的效率。

在科学研究中，还原铁粉可以作为重要的实验材料，能够模拟出真实的实验环境，能够辅助研究者探索不同反应动力学和物性变化的规律，从而帮助研究者更深入地理解物质性质及反应过程。

总之，还原铁粉与水蒸气反应的现象具有重要的实际意义，可为科学、工业、生物等方面的研究提供必要的信息，能够大大提高人类生活水平和工业生产效率。

第三课时科学探究：铁和水蒸气的反应三维目标知识与技能（1）了解铁与水蒸气反应的原理（2）设计出简单可行的铁与水蒸气的反应装置，完成铁与水蒸气反应实验过程与方法（1）培养学生查找、阅读资料的能力（2）通过铁粉与水蒸气的实验设计，培养学生实验设计和实验操作能力（3）通过对问题的讨论，培养学生积极思考，培养学生的创新能力。

情感、态度与价值观（1）让学生体会到设计并完成实验的成功感，增加学生学习化学的兴趣（2）培养学生发现问题的意识教学重点：铁与水蒸气反应的条件教学难点：如何成功地完成铁与水蒸气的反应教学方法：实验探究法【引入】生活中用铁锅、铝壶烧水，铁、铝和热水不反应，但能否与水蒸气反应？今天我们一起研究铁和水蒸气反应。

铁和水蒸气反应以往是演示实验，难度非常大，老师做这个实验也很难成功，希望今天大家能帮出老师解决这个难题。

【实验探究活动过程】：1、引导学生知道铁粉与水蒸气反应的原理。

2、引导学生找出铁粉与水蒸气的反应条件和装置组成：（1）反应条件：红热的铁粉与水蒸气（2）装置组成： a、水蒸气发生装置b、水蒸气与铁粉反应装置c、检验产生的气体装置实验现象：。

化学方程式: 。

注意：1. 要保证水蒸气和铁粉反应，铁粉和冷水和热水都不反应。

2. 使用酒精喷灯有一定的危险，可以使用加防风罩的酒精灯代替。

【讲解】一个好的实验设计要求必须遵循以下四个基本原则：1、科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

2、安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。

3、可行性——实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有实验条件下能够满足。

4、简约性——方案简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的步骤和药品，并能在较短的时间内完成实验。

【探究活动1】你能否借鉴书本的设计装置自己设计一套简单实验装置？（请个小组同学交流探讨，并展示出壶本组的成果）【学生评价】【探究活动2】对于这个实验，你还希望知道什么？有没有什么设想？1．我们在实验中只检验了氢气，那么如何检验另一种产物—Fe3O4？2．氢气在加热情况下可以还原Fe3O4，这两个反应是不是可逆反应？【知识综合运用】【练一练】如下图所示在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。