3.1.1 铁的单质、氧化物和氢氧化物(1)课件 新人教版高中化学必修一

第一节铁及其化合物第1课时铁的单质、氧化物和氢氧化物第三章铁金属材料[学习目标]1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途

(重点)。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件、原理(重点)。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质(难点)。丹霞地貌岩层呈红色的原因；人类使用最早的铁来自太空；我国发现最早的冶铁制品。丹霞地貌陨铁铜柄铁剑你知道吗？Fe2O3导入新课铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克），如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生缺铁性贫血。那铁元素在人体中又是以什么形式存在呢？二价铁为铁元素在人体中主要存在形式你知道吗？导入新课一、铁的单质1．铁的存在和冶炼(1)存在(2)冶炼

工业炼铁(以Fe2O3为例)：单质(陨铁)化合态(矿石中+2价和+3价）地壳中的含量居第四位O、Si、Al、Fe、Ca……Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温铁有延展性、导热性、导电性，铁还能被磁体吸引。下图利用了铁的哪些物理性质？铁还有哪些物理性质？其导电性不如铜和铝，其熔、沸点较高。一、铁的单质2．铁的物理性质熔点：1535℃沸点：2750℃密度：7.86g/cm3(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应①Fe与非金属单质反应2Fe+3Cl2====2FeCl3点燃3Fe+2O2====Fe3O4点燃Fe+S

===FeS知识回顾一、铁的单质3．铁的化学性质②Fe与非氧化性酸反应(如稀H2SO4)③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液)知识回顾Fe+2H+

===Fe2++H2↑Fe+Cu2+

===Fe2++Cu一、铁的单质(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应3．铁的化学性质思考交流铁与不同物质反应时，可能被氧化生成＋2价或＋3价的化合物，与什么因素有关？有何规律？跟氧化剂的氧化性强弱有关。铁与弱氧化剂如S、稀硫酸(H＋)、硫酸铜溶液(Cu2＋)反应，生成＋2价的化合物；铁与强氧化剂如氯气等反应，生成＋3价的化合物。2Fe+3Cl2===2FeCl3点燃3Fe+2O2===Fe3O4点燃Fe+S

===FeSFe+2H+

===Fe2++H2↑+3+2、+3+2+2一、铁的单质(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应3．铁的化学性质炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。为什么？问题导入一、铁的单质(2)实验探究高温下铁粉与水蒸气的反应3．铁的化学性质实验探究实验装置如图所示：①先点燃

处的酒精灯，

再点燃

处的酒精灯。②用燃着的火柴接触肥皂泡，观察到的现象是

，

证明生成了

。③反应生成黑色磁性氧化物(Fe3O4)，化学方程式为_______________________________。湿棉花铁粉肥皂泡燃烧，听到爆鸣声3Fe＋4H2O(g)

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Fe3O4＋4H2高温一、铁的单质(2)实验探究高温下铁粉与水蒸气的反应3．铁的化学性质H2思考交流①上述实验装置中，湿棉花的作用是什么？

还原铁粉处酒精灯为什么配用金属套筒？受热时提供反应所需的水蒸气。聚集火焰，提高温度。②在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？在高温下，铁能与水发生反应。一、铁的单质(2)实验探究高温下铁粉与水蒸气的反应3．铁的化学性质应用体验1.判断正误(1)铁是人体中必需微量元素(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋(3)常温下，铁与水反应生成氢氧化亚铁与氢气(4)铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成Fe3O4(5)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法×√×√×√一、铁的单质应用体验2.(2022·上海市松江一中高一期末)指定条件下，以铁为原料，不能一步制得的是√产物Fe3O4一、铁的单质二、铁的氧化物和氢氧化物氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)1．铁的氧化物

氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)俗称—颜色、状态溶解性类别铁的价态二、铁的氧化物和氢氧化物1．铁的氧化物铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)不溶于水碱性氧化物碱性氧化物不是碱性氧化物＋2＋3＋2、＋3氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)与H＋反应稳定性与CO、C、H2反应用途✪

Fe3O4是纯净物，而非混合物；是一种复杂的化合物二、铁的氧化物和氢氧化物1．铁的氧化物FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O稳定稳定生成单质铁及CO2或H2OFe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料(1)铁的氢氧化物的制备

Fe(OH)2Fe(OH)3原理可溶性亚铁盐(如FeSO4)与碱(如NaOH)溶液反应制得可溶性铁盐(如FeCl3)与碱(如NaOH)溶液反应制得现象离子方程式实验结论二、铁的氧化物和氢氧化物2．铁的氢氧化物产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀生成红褐色沉淀Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3实验室制备的白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化，用新制的FeSO4溶液与NaOH溶液反应制备氢氧化亚铁的改进装置如图所示，思考并回答下列问题：(1)配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸馏水要加热煮沸，目的是_____________________________。(2)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是_________________________________。赶走溶解在蒸馏水中的氧气防止滴加NaOH溶液时带入空气思考交流二、铁的氧化物和氢氧化物2．铁的氢氧化物实验室制备的白色Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化，用新制的FeSO4溶液与NaOH溶液反应制备氢氧化亚铁的改进装置如图所示，思考并回答下列问题：(3)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是_____________________________________。思考交流二、铁的氧化物和氢氧化物2．铁的氢氧化物隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较

Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态溶解性与盐酸或稀硫酸反应的离子方程式稳定性2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O

二、铁的氧化物和氢氧化物2．铁的氢氧化物白色固体红褐色固体不溶于水不溶于水Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

Fe(OH)2===FeO＋H2O(隔绝空气)应用体验1.判断正误(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4(2)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物(3)Fe(OH)3不能利用化合反应生成(4)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气√××√二、铁的氧化物和氢氧化物应用体验2.下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是A.在自然界中，不可能有游离态的铁存在B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，磁铁矿的主要成分是Fe3O4C.FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性

氧化物√Fe3O4Fe3O4与酸反应生成两种盐，不属于碱性氧化物陨铁中含有游离态的铁二、铁的氧化物和氢氧化物自我测试1.(2022·广东东莞高一阶段检测)某兴趣小组用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验，下列说法错误的是A.烧瓶a中加入碎瓷片的作用是防止

液体暴沸B.b中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)

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Fe2O3＋3H2C.b中石棉绒的主要作用是增大铁粉与水蒸气的接触面积，使反应更加充分D.c中试剂可以是碱石灰√高温自我测试2.打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4说法正确的是A.有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物B.属于两性氧化物，与酸、碱都能反应C.Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为2∶1D.Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4√自我测试3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________。(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是____________________________________________________________________________。稀硫酸、铁屑NaOH溶液

打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a自我测试(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________。(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________________________。

试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3知识运用1.将0.3mol钠、0.1mol铁分别加入到各盛有500mL0.2mol·L－1稀硫酸的两个烧杯中，下列说法正确的是(

)A．两个烧杯中金属沉在液面下B．两个烧杯中都没有金属剩余C．两个烧杯中都有金属剩余D．两个烧杯中产生氢气的质量相同B知识运用2.向500mL2mol·L－1的CuSO4溶液中插入一铁片，反应片刻后取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来增加2.0g。下列说法错误的是(设反应后溶液的体积不变)(

)A．参加反应的铁的质量是14gB．析出的铜的物质的量是0.25molC．反应后溶液中c(CuSO4)＝1.5mol·L－1D．反应后溶液中c(FeSO4)＝1.5mol·L－1D知识运用3.某同学欲在实验室中完成铁与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙。已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放