高中 化学 必修 第一册 第三章 铁 金属材料《第一节 第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物》课件

第1课时铁的单质、氧化物和氢氧化物

第三章第一节铁及其化合物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。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气的反应。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。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。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气的反应。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。任务一铁的单质1任务二铁的氧化物和氢氧化物2随堂达标演练3内容索引课时测评4任务一铁的单质新知构建1．铁的存在和冶炼(1)存在自然界中可以以______形态(陨铁)存在，但主要以______价和_____价化合物的形态存在，地壳中含量居第____位，仅次于氧、硅和铝。(2)冶炼工业炼铁的原理是用还原法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)：__________________________。2．铁的物理性质铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被______吸引。单质＋2＋3四磁体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。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小颗粒，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。交流研讨1Fe2＋＋H2↑Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe3O42FeCl3棕黄(4)实验探究铁粉与水蒸气的反应用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了____，则该反应的化学方程式为_____________________________。上述实验装置中，湿棉花的作用是________________________________。H2受热时提供反应所需的水蒸气用下列实验装置也可以探究铁粉与水蒸气的反应。交流研讨2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，可能有两个后果①____________________________________________________________；②____________________________________________________________。b用水蒸气排出装置内的空气Fe与O2生成了Fe3O4，无法与水蒸气反应Fe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1．正误判断，错误的说明原因。(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质：______________________________________________________________。(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋：______________________________________________________________。(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法：______________________________________________________________。(4)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：______________________________________________________________。典题应用错误。陨石中含有游离态的铁单质错误。铁与ZnCl2溶液不能发生反应错误。用磁铁也可以分离铁粉与铜粉的混合物错误。铁与水蒸气在高温下反应只能生成Fe3O4和H22．(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，请回答下列问题：(1)A装置的作用是_____________。产生水蒸气B装置中发生的反应是

，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H2D装置的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_______________________。A收集H2，并检验其纯度应先点燃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处酒精灯之前要收集H2，并检验其纯度。返回任务二铁的氧化物和氢氧化物新知构建1．铁的氧化物(1)氧化亚铁①物理性质：____色粉末，____溶于水。②化学性质a．与盐酸反应的离子方程式：_______________________________。b．不稳定，在空气里受热能氧化成Fe3O4。黑不FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O(3)四氧化三铁是一种复杂的化合物，是具有磁性的_____色晶体，俗称_____________。黑磁性氧化铁(2)氧化铁①物理性质：俗称_______，______色粉末，______溶于水。②化学性质与盐酸反应的离子方程式：___________________________________。③用途：Fe2O3常用作___________，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料。铁红红棕不Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O红色颜料2．铁的氢氧化物的性质(1)物理性质氢氧化亚铁：_____色固体，____溶于水；氢氧化铁：_____色固体，_____溶于水。白不不红褐(2)化学性质①与酸的反应以盐酸为例，写出反应的离子方程式。Fe(OH)2：_____________________________________。Fe(OH)3：_____________________________________。②不稳定性Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OFe2O3＋3H2O4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)33．铁的氢氧化物的实验室制备

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结论在空气中，Fe(OH)2很不稳定，极易转化为__________Fe(OH)3制备Fe(OH)2的离子方程式是_________________________________；制备Fe(OH)3的离子方程式是_________________________________。Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：交流研讨(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过__________，目的是_______________。(2)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______________________________________。(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是________________________________________________。加热煮沸的氧气隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2赶走溶解防止滴1．正误判断，错误的说明原因。(1)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物：______________________________________________________。(2)Fe(OH)3不能利用化合反应生成：______________________________________________________________。(3)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气：_______。典题应用错误。Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种纯净物错误。Fe(OH)3可以利用化合反应生成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3正确2．在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制得的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是__________________。在试管Ⅱ里加入的试剂是_________________。(2)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______________________________________________________________。(3)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________________________________________________________________。稀H2SO4、铁屑

NaOH溶液打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a

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归纳总结制备Fe(OH)2实验装置的改进返回随堂达标演练√1．下列关于铁的叙述错误的是A．纯净的铁是光亮的银白色金属B．铁能被磁体吸引C．铁是地壳中含量最多的金属元素D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具铁和稀硫酸反应的离子方程式应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。√2．下列有关铁的说法不正确的是A．铁与水蒸气的反应中铁为还原剂B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的矿石炼铁√3．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：下列说法错误的是A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下4．下列有关铁的化合物的说法不正确的是A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3√5．如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是______，A中反应的离子方程式是_________________________。(2)实验开始时先将止水夹E________(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是________。铁屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑打开H2(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：________________________________________________。

(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：___________________________________。

关闭止水夹E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3实验开始时先打开E，让H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭E，A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B瓶，与NaOH反应。空气进入装置B后，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。返回课时测评

√题点一铁的单质1．(2023·东莞高一调研)我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好的延展性，故A正确；中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确。√2．(2023·福州高一检测)常温下，将铁片放入下列溶液中，不发生反应的是A．稀硫酸

B．氯水C．氢氧化钠溶液

D．硫酸铜溶液铁与稀硫酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；氯水呈酸性、强氧化性，可以和铁反应；铁与硫酸铜发生置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；铁与氢氧化钠溶液不发生反应，C项符合题意。3．(教材改编题)下列变化通过一步反应不能直接完成的是A．Fe―→Fe3O4 B．Na―→Na2CO3C．Na2O2―→NaOH D．Na―→Na2O2√√4．铁粉在高温条件下可与水蒸气反应，若反应后得到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．0.5mol B．1molC．1.5mol D．2mol√题点二铁的氧化物5．(2023·福建闽清高一检测)北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是A．FeO B．Fe2O3

C．Fe3O4

D．CuFeS2Fe3O4叫磁性氧化铁，具有磁性，制指南针的磁石的主要成分是Fe3O4。赤铁矿、铁锈的主要成分均是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为化合物是纯净物，不是混合物，D错误。√6．(2023·东莞高一检测)下列说法正确的是A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3C．铁锈的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物√题点三铁的氢氧化物7．(2023·河北定州高一检测)在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。关于该反应的下列叙述中不正确的是A．生成物为氢氧化铁B．该反应是化合反应C．该反应是氧化还原反应D．氢氧化亚铁做氧化剂氢氧化亚铁易与氧气、水反应生成氢氧化铁，该反应既是化合反应，又是氧化还原反应，氢氧化亚铁是还原剂，氧气是氧化剂。√8．(2023·山东海阳高一段考)下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是B项中CCl4密度大，应在下层，不能长时间观察到白色沉淀；D项中的操作可防止氧气氧化Fe(OH)2，能较长时间观察到白色沉淀。√9．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，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。上述沉淀和残渣分别是A．Fe(OH)3

Fe2O3 B．Fe(OH)2

Fe2O3C．Fe(OH)2

Fe(OH)3 D．Fe(OH)2

Fe3O4铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。10．(2023·山东莱阳一中高一检测)某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析，下列说法正确的是A．实验①②所涉及的物质均为电解质B．实验①③发生的均为离子反应C．实验②③均未发生氧化还原反应D．实验①③反应制得的物质均为纯净物√实验①中铁与氯气都是单质，不是电解质，故A错误；实验①中铁与氯气反应生成氯化铁，不是离子间发生的反应，不属于离子反应，故B错误；实验②中氯化铁溶于水为物理变化，实验③中氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故C正确；实验③得到氢氧化铁胶体，属于混合物，故D错误。11．(2023·湖北松滋高一段考)铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是A．铁与稀硫酸反应B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解√Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，铁元素的化合价由0价升至＋2价，涉及铁元素价态变化，A不符合题意。Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，铁元素的化合价发生变化，B不符合题意。白色氢氧化亚铁固体在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，铁元素的化合价由＋2价升至＋3价，C不符合题意。氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和水，反应前后铁元素的化合价均为＋3价，不涉及铁元素价态变化，D符合题意。12．(2023·安徽长丰一中高一段考)A～J都是初中化学中的常见物质，其中D、E对维持自然界生命活动至关重要，A、B为黑色固体，C是红色金属单质，H为气体，它们的相互转化关系如下图所示。请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：B______；I______。(2)反应①②③④中属于置换反应的是________(填序号)。CuOFeSO4①(3)写出反应④的化学方程式：__________________________________。根据A～J都是初中化学中的常见物质，D、E对维持自然界生命活动至关重要，所以