高中化学31第1课时铁的单质教案新人教版必修第一册

高中化学3.1第1课时铁的单质教课方案新人教版必修第一册高中化学3.1第1课时铁的单质教课方案新人教版必修第一册10/10高中化学3.1第1课时铁的单质教课方案新人教版必修第一册铁的单质课程标准核心涵养1.变化看法：知道铁作为还原剂与某些非金属单质、酸和盐溶液反应时，铁与氧化性较1.认识铁与某些非金属单质、酸和盐溶液的弱的氧化剂反应，铁原子生成＋2价铁的化合反应。物；铁与氧化性较强的氧化剂反应时，铁原2．经过实验研究认识铁与水蒸气的反应。子生成＋3价铁的化合物。2．科学研究：经过对铁与水蒸气反应实验原理的研究，解析可能的生成物。1．金属的物理通性状态颜色延展性导电、导热性绝大多不透明、有金属光大多数优异数为固态泽，大多是银白色较好金属的物理性质既有相似性又有差异性，如金属的特别性有：(1)金、铜等少量金属有特别颜色。(2)除汞外，常温下金属都是固体。(3)密度相差较大。其中常温下密度最小的金属是锂－3(0.535g·cm)，常有金属中密度最大的是铂(21.45g·cm－3)。硬度相差很大。金属中硬度最大的是铬(Cr)，钠、钾等金属硬度较小。熔、沸点相差也很大。钠、钾的熔点都低于水的沸点(100℃)，而钨的熔点高达3422℃。2．铁的存在和冶炼铁的存在铁在自然界中能够像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主若是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。铁的冶炼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掌握了冶铁技术。战国中期今后，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3CO＋高温Fe2O3=====2Fe＋3CO2。-1-3．铁的化学性质(能写离子方程式的写离子方程式)＋)、硝酸溶液等强氧化剂反应时，被氧化为＋3价；Fe与足量24的S、I2、Cu2＋等弱氧化剂反应时，被氧化为＋2价。4．铁与水蒸气反应的实验研究铁与冷水或热水不反应，但在空气中氧气、二氧化碳、水蒸气的作用下，易腐化。铁与水蒸气反应的实验研究方法方法一(实验改进)方法二实验装置续表方法方法一(实验改进)方法二用小试管C收集一试管气体，用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣气体检验点燃，听到略微的“噗”声，声，证明生成了H2证明生成了H2铁在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋实验结论高温4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2方法一中，应先点燃酒精灯产生大量水蒸气后，再点燃酒精喷灯，以防范加热的铁粉与氧气反应。方法二中，湿棉花的作用是供应水蒸气。金属铁、钠与非金属反应的比较与O2反应与Cl2反应与S反应-2-Na常温下：4Na＋O2===2NaO2Na＋Cl2△△2Na＋S=====加热时：2Na＋O=====2NaCl2NaS△=====Na2O2常温下：Fe在润湿的空气中生锈，主要成2Fe＋3Cl2Fe＋SFe分为Fe2O3·nH2O△△Fe在纯氧中点燃=====2FeCl3=====FeS生成Fe3O4铁与硫、氯气反应的产物中铁的价态不相同，证明氯气的氧化性强于硫。1．以下关于铁与水反应的描述不正确的选项是( )A．红热的铁能与水蒸气反应，用排水法收集产生的气体并点燃，能听到略微“噗”声B．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应C．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下能发生氧化反应D．铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的FeO解析：选D。铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的Fe3O4。2．将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol·L－1的盐酸中，以下说法正确的是( )A．钠与盐酸反应最激烈，产生的气体最多B．铝与盐酸反应产生的气体最多C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多D．反应结束时产生的气体相同多解析：选A。经计算知金属有关于盐酸都是过分的，所以Al、Fe节余，而节余的Na又能与水反应，所以钠与盐酸反应产生的气体最多。3．(2019·教材改编题)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答以下问题：(1)A装置的作用是___________________________________________________，B装置中反应的化学方程式为_____________________________________________。-3-(2)D装置的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)E装置中的现象是________________________________________________________。(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯从前应进行的操作是________________________________________________________________________________________________。解析：(1)B装置中发生的反应是3Fe＋2高温3424HO(g)=====FeO＋4H，故A装置的作用是产生水蒸气。(2)D装置的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)E装置中发生的反应为△H2＋CuO=====Cu＋HO，故E装置中的现象为黑色固体变为红色，同时硬质玻璃管右端管壁有水珠生成。(4)2应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯从前要收集H2，并检验其纯度。答案：(1)产生水蒸气高温3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2(2)除去未反应的水蒸气，干燥H2黑色固体变为红色，硬质玻璃管右端管壁有水珠生成(4)A收集H2，并检验其纯度课堂小结与足量的Cl2等强氧化剂反应被氧化为＋3价与非金属反应与足量的S、I2等弱氧化剂反应被氧化为＋2价铁与非氧化性酸反应（如稀硫酸、盐酸）被氧化为＋2价与盐溶液反应，如Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu高温在高温下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O（g）=====Fe3O4＋4H2合格考训练1．在给定条件下，以下物质间的转变不能够实现的是( )Cl2盐酸A．Fe――→FeCl3B．Fe――→FeCl3加热常温H2O（g）SC．Fe――→Fe3O4D．Fe――→FeS高温加热解析：选B。Fe与非氧化性酸反应被氧化为＋2价，B错。2．(2019·教材改编题)以下物质中，在必然条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为＋3价的是( )A．稀硫酸B．氯气C．硫酸铜溶液D．稀盐酸解析：选B。Fe与强氧化剂Cl2反应被氧化为＋3价。3．以下反应中，能置换出铁的是( )-4-A．Cu和FeSO(溶液)B．Na和FeSO(溶液)44C．C和Fe2O3(高温)D．Ag和FeSO4(溶液)解析：选C。A项不发生反应；B项钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸亚铁反应产生氢氧化亚铁积淀；C项反应为高温3C＋2Fe2O3=====3CO＋4Fe；D项不发生反应。24．(2019·教材改编题)以下变化经过一步反应不能够直接完成的是( )A．Fe―→Fe3O4B．Na―→Na2CO3C．NaO―→NaOHD．Na―→NaO2222高温解析：选B。A项反应为3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2；B项Na性质爽朗，但不能够经过一△步反应直接转变为Na2CO3；C项反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；D项反应为2Na＋O2=====Na2O2。5．有A、B、C三种常有的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中激烈燃烧，发出刺目的白光；C在必然条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。依照以上信息回答以下问题：写出化学式：A________；B________；C________。写出化学方程式：①A在空气中燃烧_______________________________________________________；②C与水蒸气反应________________________________________________________；③A与水反应___________________________________________________________。解析：淡黄色固体是过氧化钠，故A是钠；B能在空气中激烈燃烧，发出刺目的白光，故B是镁；C在必然条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，故C是铁。答案：(1)NaMgFe△(2)①2Na＋O2=====Na2O2高温＋4H2②3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O422③2Na＋2HO===2NaOH＋H等级性测试1．关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确的选项是( )A．铁丝燃烧产生白烟B．铁丝生锈是缓慢氧化C．铁丝燃烧的产物是Fe2O3D．铁锈的主要成分是Fe3O4解析：选B。铁丝燃烧看不到白烟，会看到火星四射，A错误；铁丝生锈是缓慢氧化，是铁和空气中的氧气缓慢的发生反应，B正确；铁丝燃烧的产物是Fe3O4，C错误；铁锈的主要成-5-23分是FeO，D错误。2．能正确表示以下反应的离子方程式的是()A．钠与氢氧化钠溶液反应：＋－＋H22B．铁与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe3＋＋＋＋H2C．钠与盐酸反应：Na＋2H===NaD．铁与稀硫酸反应：2Fe＋＋3＋26H===2Fe＋3H解析：选A。B中Fe与Cu2＋反应时，Cu2＋氧化性较弱，只能把Fe氧化为Fe2＋，正确的离子方程式应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。C中电荷不守恒。D中铁与稀硫酸反应生成Fe2＋而不是Fe3＋。3．类比是研究物质性质的常用方法之一，可展望好多物质的性质。以下类比推测的说法中正确的选项是( )A．已知Fe与O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu与O2可直接化合生成Cu3O4B．已知Na与H2O反应生成NaOH和H2，推测Fe与H2O反应生成Fe(OH)2和H2C．已知Fe能与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应D．已知Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应解析：选C。Fe与O2在点燃的条件下反应生成Fe3O4，Cu与O2反应生成CuO，故A错误；Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故B错误；Fe是爽朗金属，能把金属活动性序次中位于以后的金属离子从其盐溶液中置换出来，故C正确；Na在常温下能与H2O反应，但是Fe与水在常温下不反应，故D错误。4．铁粉在高温条件下可与水蒸气反应，若反应后获得的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32g，则参加反应的铁粉的物质的量是( )A．0.5molB．1molC．1.5molD．2mol解析：选C。高温m(固体)3Fe＋4HO(g)=====FeO＋4H23423mol64gn(Fe)32g解得n(Fe)＝1.5mol。5．以下说法不正确的选项是( )A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应C．铁在盐酸反应生成氯化铁和氢气D．铁与盐酸或水蒸气反应，都做还原剂解析：选C。铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者共同产物为四氧化-6-三铁；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价高升，铁做还原剂；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是氯化铁。6．已知钠、铁都能与水反应，以下表达不正确的选项是( )A．它们反应的难易程度不相同B．它们反应的产物不完好相同C．都需在高温条件下进行D．反应种类都是置换反应解析：选C。钠、铁都能与水发生置换反应，但二者反应难易程度不相同，其产物不完好相同。钠在常温下与冷水激烈反应，生成氢氧化钠和氢气；铁在高温下与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气。7．以下离子方程式不正确的选项是()＋－＋H2A．Na与H2O反应：2Na＋2H2O===2Na＋2OHB．Al与稀盐酸反应：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2＋3＋＋3H2C．Fe与稀盐酸反应：2Fe＋6H===2Fe2＋2＋===2Al3＋＋3CuD．Al与CuCl溶液反应：2Al3Cu解析：选C。Fe与稀盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2。8．在标准情况下，将5.6g铁和4.6g钠分别与100mL1mol·L－1的盐酸反应，则放出H2的体积()A．铁的大B．钠的大C．铁和钠放出的相同大D．无法比较－15.6g＝0.1mol，－1Fe与盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl＋H↑，反应中Fe过分，以HCl计算产生H222的物质的量为0.05mol；(Na)＝4.6g－1＝0.2mol，Na与HCl反应的化学方程式为2Nan23g·mol2HCl===2NaCl＋H2↑，反应中Na过分，过分的Na连续与水发生反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Na无论是与HCl反应还是与H2O反应，都存在关系：2Na～H2，生成H2的物质的量为0.1mol；所以标准情况下Na反应放出H2的体积大。9．以以下列图所示，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混杂物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。-7-回答以下问题：(1)写出有关反应的化学方程式：________________________________________________。干燥管C中盛放的药品是________，作用是___________________________________。在D处画出用简单方法(用试管)收集氢气的装置图(所需其他仪器自选)。圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是________________；圆底烧瓶底部放入几片碎瓷片，碎瓷片的作用是_____________________________________________________。实验开始时应先点燃________，原由是_____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)书写化学方程式时，应注意H2O的状态与产物的成分。(2)应选固体干燥剂。(3)应采用向下排空气法收集，注意导管伸入的地址。(4)经过加热圆底烧瓶中的水获得水蒸气。实验时，应先加热圆底烧瓶，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再加热硬质玻璃管，防范铁粉被空气中的氧气氧化。高温答案：(1)3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2碱石灰(或无水CaCl2等)除去H2中的水蒸气以下列图(注意用向下排空气法，导管伸入试管底部)为反应供应连续不断的水蒸气防范液体暴沸酒精灯先点燃酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防范Fe与O2反应10．现有2mol·L－1的盐酸和硫酸各100mL，分别加入等质量的铁粉，反应完好后，所产生的气体质量之比为2∶3。试求加入的铁粉的质量。答案：依照化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑和Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，若盐酸、硫酸过分，等量的铁全部反应，则产生21∶1；H的质量比应为若铁都过分，则两酸都全部反应，依照题给数据，24－1×0.1Ln(HCl)＝n(HSO)＝2mol·L＝0.2mol，则盐酸产生H0.1mol，硫酸产生H0.2mol，二者的质量比为1∶2。22这两种情况不吻合题意，则只能是盐酸中铁过分(盐酸耗铁少)，硫酸中铁不足(硫酸耗铁多)，这种情况下，才可能使产生的H2的质量比为2∶3。当铁与盐酸反应，盐酸全部反应时，产生的H2为0.1mol，依照产生H2的质量比为2∶3可知，硫酸产生H20.15mol。设硫酸中参加反应的铁的质量为x，则Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑56g1mol-8-x0.15molx＝8.4g答：加入的铁粉的质量为8.4g。11．在必然条件下用一般铁粉和水蒸气反应，能够获得铁的氧化物。该氧化物又能够经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉拥有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用以下列图的两套装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必定使用一般铁粉和稀盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。回答以下问题：(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是________，烧瓶B的作用是__________，烧瓶C的作用是________，在试管D中收集获得的是________。实验时，U形管中应加入的试剂是________，长颈漏斗H中应加入________。(3)两套装置中，在实验