【课件】3.1.1铁及铁的氧化物、氢氧化物高一化学人教版（2019）必修第一册

人教版必修1第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

第一课时铁及铁的氧化物、氢氧化物

铁的发现

1、最早人工冶铁制品：春秋初年秦国的铜柄铁剑。

2、战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大作用。

铁的存在

1、陨铁：以单质形态存在

2、矿石中的铁元素：主要以+2、+3价化合物存在

必要时，我们可以根据医生建议补充一些补铁口服液。1.铁元素的存在及使用(1)存在：铁在自然界中可以以_____形态(陨铁)存在，但主要以____价和____价_______的形态存在，地壳中含量居第___位，仅次于氧、硅和铝。(2)工业炼铁的原理(以Fe2O3为例)__________________________。一、铁的单质单质＋2＋3化合物四2.铁的物理性质铁有_____性、_____性、_____性，但其导电性不如________，铁还能被______吸引。其熔、沸点较____，熔点：1535℃、沸点：2750℃，密度：7.86g·cm－3。延展导热导电铜和铝磁体高化学性质化学方程式举例①Fe与非金属单质反应

②Fe与非氧化性酸反应(HCl)________________________③Fe与盐溶液反应(CuSO4)________________________3.铁的化学性质(1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4一、铁的单质课本65【思考与讨论1】在铁与氯气的反应，铁与盐酸的反应，铁与硫酸铜溶液的反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？结论：Fe在反应中作_____剂，遇到较强的_____剂(如Cl2等)生成____价铁的化合物，遇到较弱的_____剂(如稀硫酸等)生成____价铁的化合物。还原氧化＋3氧化＋2一、铁的单质【思考与讨论2】通过钠和水的反应，可知水是一种较弱的氧化剂。结合生活常识以及以下材料，请预测水能氧化铁单质吗？材料：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水(如图3~4)。根据生活常识，在常温下，铁与水是不发生反应的。根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。如何设计实验证明你的推测？一、铁的单质【思考与讨论3】有人设计了如图3-5所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。试管底部放入湿棉花，加热湿棉花产生水蒸气。中部放入铁粉装好装置，加热，使水蒸气与铁粉在高温下反应。装置末端将产生的气体导入肥皂液中是为了产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。

实验装置

操作现象实验结论(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。在高温下，铁能与水蒸气反应，产物有氢气；反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。湿棉花的作用：提供水蒸气利用如图装置也可以实现Fe与水蒸气的反应(1)反应开始时，应先点燃

处的酒精灯，其目的是_______________，若点燃顺序反了，可能有什么后果？b用水蒸气排装置内的空气后果：①Fe与O2生成了Fe3O4，无法与水蒸气反应；②Fe与水蒸气反应生成H2，在高温下与空气中的O2反应可能发生爆炸。(2)此装置如何检验Fe与水蒸气反应生成的气体产物？答：用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2。返回一、铁的单质深度思考单质铁化学性质总结归纳拓展《自主80》

1.在适当条件下不能与铁反应的物质是(

)A.氯气 B.盐酸C.硫酸铜溶液 D.氢氧化钠溶液2.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是(

)A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应AD【思考】铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）。观察三者的外观，并对其作出描述。推测这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质，并说出你的推测依据？

FeOFe3O4

Fe2O3

推测：从分类的角度分析，三者都是金属氧化物，都能与酸反应。三者都难溶于水，不与水反应。从价态的角度分析，FeO、Fe3O4既有氧化性又有还原性，Fe2O3主要有氧化性。

二、铁的氧化物1.铁的氧化物二、铁的氧化物物质氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)俗称

________________颜色、状态黑色粉末______粉末黑色晶体(有磁性)溶解性___溶于水铁的价态________＋2、＋3与H＋反应的离子方程式_____________________________________________________________________________________铁红磁性氧化铁红棕色不＋2＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O稳定性6FeO＋O22Fe3O4稳定稳定与CO、C、H2反应生成单质铁及CO2或H2O用途Fe2O3常用作红色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料Fe3O4：制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉微思考:生活中会遇到红砖和青砖,两者颜色不同是因为其中含有的铁的氧化物是不一样的,你能推测两者各含有什么铁的氧化物吗?答:红砖中含有氧化铁;青砖中含有四氧化三铁。二、铁的氧化物一种颜料与另一种颜料之间的颜色差异是由于颗粒的形状和表面结构的不同。【方法导引】物质类别和元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。1.基于物质类别和元素价态，可以预测物质的性质。（以Fe2O3为例）2.基于物质类别和元素价态，还可以设计物质间转化的途径。（从单质铁获得FeSO4）对于Fe2O3,从物质类别来看，它属于金属氧化物，可预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看，Fe2O3

中铁元素的化合价是+3价，为铁元素的高价态，据此可预测它具有氧化性，可能与具有还原性的物质发生反应。要想从单质铁获得FeSO4，既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得，也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。【思考】铁元素有哪些氢氧化物，该如何制取？说出你选择此法的理由。

铁元素的氢氧化物有两种，氢氧化亚铁和氢氧化铁。它们可以分别由相应的可溶性盐和碱溶液反应制得。金属的氢氧化物通常有以下几种方案：1.单质和水反应2.氧化物和水反应3.可溶性盐和碱溶液反应4.电解法（如电解饱和食盐水制氢氧化钠）----暂不考虑根据铁和水蒸气的反应，可知方案1不可行；根据铁的氧化物的水溶性，可知方案2不可行，因此采用方案3。【实验3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。三、铁的氢氧化物

FeSO4溶液加入NaOH溶液现象离子方程式FeCl3溶液产生红褐色沉淀Fe3++3OH－=Fe(OH)3↓生成的白色絮状沉淀Fe2＋+2OH－==Fe(OH)2↓(白色)为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3迅速变成灰绿色，最后变成红褐色2、铁的氢氧化物三、铁的氢氧化物由实验3-1可知，白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么，在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢?三、铁的氢氧化物【措施】1.在新制的FeSO4溶液中加入少量铁粉;2.将NaOH溶液煮沸，减少溶解在溶液中的氧气含量;3.将胶头滴管伸入到液面以下，减少带入空气中的氧气。方法：①将吸有3mL8mol/L的NaOH溶液(煮沸过)的长胶头滴管伸人到新制的0.5mol/LFeSO4溶液的液面以下，挤出NaOH溶液。②在试管中加入5mL8mol/L煮沸后的NaOH溶液，用长滴管吸人新制的0.1mol/LFeSO4溶液，伸人到NaOH溶液液面以下，挤出FeSO4溶液。【思考与讨论】

练习：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2

。（1）在试管A里加入的试剂是

。（2）在试管B里加入的试剂是

。（3）为了制得Fe(OH)2沉淀，在试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，打开止水夹一会儿。再夹紧止水夹之前的实验步骤是

。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是

。铁屑、稀H2SO4

NaOH溶液检验试管B出口处排出的氢气的纯度,当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。试管A中反应生成的H2充满了试管A和试管B，且外界空气不容易进入。三、铁的氢氧化物【课堂检测】制备Fe(OH)2的注意事项(1)Fe2+必须是新制的,并放入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加热煮沸,用加热煮沸的蒸馏水配制亚铁盐溶液和碱溶液。(3)将长胶头滴管末端插入亚铁盐溶液液面以下滴入碱液。(4)在亚铁盐溶液液面上加植物油或苯等(密度小于水而不溶于水的液态有机物)进行液封或用非氧化性气体排出反应体系内的空气。归纳拓展铁的氢氧化物氢氧化铁

氢氧化亚铁

化学式

色、态

水溶性

与盐酸反应稳定性

转化关系

【讨论】铁的氢氧化物有哪些性质？请完成以下表格。Fe(OH)3

Fe(OH)2

红褐色固体 白色固体 均不溶于水 Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

三、铁的氢氧化物【评价任务三】教材P72(1)写出B和D的化学式:B__________;D___________。FeCl2

KCl

【课堂检测】（2）写出E转变成F的化学方程式______________________________【评价任务三】教材P72【课堂检测】(3)向G溶液中加入A，写出反应的离子方程式_______________________【评价任务三】教材P72【课堂检测】《自主82页》4.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(

)A.①②④ B.①②③ C.①② D.②③④A课堂小结提升学科素养测评铁是人类使用较早的金属材料之一。(1)纯净的铁是银白色的,之所以被称为黑色金属是因为其表面常常覆盖着一层黑色氧化物保护膜,保护膜的主要成分可能