铁的单质、氧化物和氢氧化物高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物第1课时铁的单质、氧化物和氢氧化物核心素养发展目标1.结合生活中的铁制品应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。12.通过实验探究，认识铁单质与水蒸气反应的条件，培养宏观辨识与微观探析的能力。23.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。3一、铁元素的存在形式磁铁矿(主要成分Fe3O4)赤铁矿(主要成分Fe2O3)1.自然界中：O

Si

Al

Fe地壳中元素含量递减游离态（单质）：少量存在于陨铁中矿石中（+2、+3价化合物）2.人体中：铁是人体内必须的微量元素，一般人的体内含铁量为4～5g，缺铁可能会导致缺铁性贫血。用途广泛的铁制品特性：能被磁性物质吸引二、铁的单质1．物理性质①银白色，有金属光泽②导电性（不如铜、铝）、导热性、延展性③熔沸点较高，密度较大为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？提示

金属小颗粒能反射光线。而小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。思考K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

……？非金属单质2、

2（O

Cl

)非氧化性酸(HCl)盐溶液(CuSO4)写出下列反应方程式（有离子反应的写出离子方程式），比较钠与铁性质上的异同铁

钠2．化学性质研究同类物质的方法：总结通性，研究特性2Fe+3Cl2

===

2FeCl3△3Fe+2O=点=燃=Fe

O2

3

42

24Na

+

O

===

2Na

O2Na

+

O2

===

Na2O22Na

+Cl2

===

2NaCl△Fe＋2H+

===

Fe2+＋H2↑Fe＋Cu2+

===

Cu＋Fe2+2Na＋2H+

===

2Na+＋H2↑2Na

+

2H2O＝2Na++2OH-

+

H2↑2OH-＋Cu2+

===

Cu(OH)2↓思考·讨论一2②Fe＋2H+

===

Fe2+＋H

↑△①2Fe+3Cl2

===

2FeCl3FeFe2+Fe3+强氧化剂弱氧化剂③Fe＋Cu2+

===

Cu＋Fe2+氧化性顺序：Cl2

>Fe3+>Cu2+、H+比较三个反应方程式，回答以下问题：铁的价态变化有何异同？为什么会有这样的异同？思维启迪Fe+I2常见氧化剂氧化性顺序：KMnO4

>

Cl2

>Br2

>Fe3+>I2>Cu2+>H++3Fe+Br2

FeBr3+2FeI2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。这是为什么呢？提示：铁与水可以反应吗？钢水注入干燥的模具铁与水蒸气的反应1.请依据氧化还原反应与原子守恒思想预测铁与水蒸气反应的产物Fe+H2OH2铁的氧化物铁的氢氧化物湿棉花还原铁粉肥皂液燃着的火柴方案二2.如何检验气体产物？实验装置应有几部分构成？水蒸气发生器 铁与水蒸气反应装置 收集并检验H2装置方案一A

B

C

D实验现象：蒸发皿中产生大量气泡，点燃气体，有爆鸣声；反应后试管中固体仍呈黑色。相关物质的性质还原铁粉FeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3黑色黑色红棕色黑色白色红褐色受热不分解受热不分解受热不分解受热不分解不稳定500

℃分解为Fe2O323Fe

+

4H

O2反应方程式：(g)高温F温Fe

O

+

4H=====

3

4小结：金属与水的反应K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au2Na+2H2O

2NaOH

+

H2Mg

+

2H2O(热)

Mg(OH)2

+

H22Al

+

6H2O(沸)

2Al(OH)3

+

3H2高温Fe3O4

+

4H2H2O(g)3Fe

+

4H2O(g)冷H2O

热H2O与水不反应(5)1

mol

Fe与水蒸气高温下反应转移正误判断mol电子(√)由于铁性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质(

)氯化亚铁既可由铁与盐酸反应制取也可由铁与氯气化合制取(×)由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2(

)(4)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法(

)P

70三、铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性不溶不溶不溶1.物理性质2.1从物质类别角度认识三种氧化物FeOFe2O3Fe3O4金属氧化物碱性氧化物绝大多数与酸反应FeO+2H+

===

Fe2++H2OFe2O3+6H+

===

2Fe3++3H2OFeO和Fe2O3是碱性氧化物一种对应价态盐和水2.化学性质请根据以下资料，设计实验方案，探究Fe3O4与酸反应的产物已知1：铁的氧化物均可与硫酸反应生成对应价态的盐已知2：检验Fe3+：Fe3+的盐溶液遇到硫氰化钾（KSCN）溶液时变成红色；Fe2+的盐溶液无明显变化。已知3：检验Fe2+：Fe2+的盐溶液遇到铁氰化钾（K3[Fe(CN)6]）时会生成蓝色沉淀；Fe3+的盐溶液无明显变化。提示：Fe3O4中铁的价态是+8/3价吗？Fe3O4与酸反应的产物中既有Fe3+，又有Fe2+经定量测定，n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1可表示成FeO·Fe2O3的形式Fe3O4+8H+

===

Fe2++2Fe3++4H2OFe3O4是复杂氧化物判断正误(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2价和＋3价，是一种混合物(×)P71深度思考1．Fe3O4中Fe元素有＋2、＋3两种价态，可表示成FeO·Fe2O3形式，请类比写出Fe4O5的表示形式。设其形式为

xFeO·yFe2O32.2从元素价态角度认识三种氧化物Fe2O3Fe3O4FeOFe单质氧化物氧化性化合价物质类别兼具，还原性为主兼具氧化性与还原性+3+20Fe2O3+3CO

===

2Fe+3CO2高温6FeO

+

O2

===

2Fe3O4△Fe2O3用途“朱门酒肉臭，路有冻死骨”，出自杜甫《自京赴奉先县咏怀五百字》，其中“朱门”指什么？以氧化铁为原料制备的油漆漆制的门Fe3O4用途老式磁带磁共振血管造影剂司南打印机墨粉铁的氧化物化学性质小结氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4物质类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物元素价态+2+3+2、+3氧化性/还原性兼具，还原性为主氧化性兼具氧化性与还原性Fe(OH)2Fe(OH)3操作现象产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀生成红褐色沉淀离子方程式Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓实验结论Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态白色固体红褐色固体溶解性不溶于水不溶于水与非氧化性强酸反应的离子方程式Fe(OH)2＋2H＋===

Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O稳定性Fe(OH)2

FeO＋H2O(隔绝空气)2Fe(OH)3

Fe2O3＋3H2O一般规律：难溶氢氧化物受热会分解生成对应价态的氧化物和水判断正误(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成（

×)P714Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3深度思考2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和残渣分别是_F_e_(_O_H_)、2

_Fe_2O_3

。思考·讨论白色的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？要尽量减少与O2的接触①采取煮沸的方法赶走所需溶液中溶解的O2，冷却后再反应；②防止空气中的O2再溶于溶液，通常有三种方法。①反应在试管底部进行。如图甲，这是中学阶段唯一把胶头滴管插入反应溶液的实验②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂。如图乙，由于苯的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。③利用还原性气体赶走空气的方法。通入还原性气体该方法是先用还原性气体排尽溶液和装置内的空气，再把试管Ⅱ中的NaOH溶液压入试管Ⅰ中反应。该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶