人教版高中化学必修第一册第三章第一节第1课时铁的单质、氧化物和氢氧化物基础课课件

第1课时铁的单质、氧化物和氢氧化物(基础课)第三章铁金属材料第一节铁及其化合物素养目标1．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反应的条件，掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。初高衔接知识点一铁的单质1．铁的存在和冶炼＋2、＋32Fe＋3CO22．铁的物理性质铁有____性和____性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被____吸引，其熔、沸点较__。延展导热磁体高3．铁的化学性质(1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应①铁与氯气反应的化学方程式：_______________________。②加热条件下，铁与弱氧化性的S单质反应的化学方程式：______________。③铁与稀盐酸反应的离子方程式：_________________________。④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式：_____________________。

Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应实验装置操作现象用火柴点燃肥皂液，听到____声，证明生成了___实验结论爆鸣H2[教材·思考与讨论]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，可能的后果有__________________________________________________________________。提示：b用水蒸气排出装置内的空气①Fe与O2生成了Fe3O4，Fe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？提示：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。知识点二铁的氧化物与氢氧化物1．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(具有磁性)铁红磁性氧化铁红棕色物质氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)溶解性__溶于水铁的价态______＋2、＋3与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋===Fe2+＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O不＋2＋3物质氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)稳定性稳定稳定与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2．铁的氢氧化物(1)铁的氢氧化物的制备实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如图所示：

有红褐色沉淀生成白色絮状沉淀灰绿红褐Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓

特别提醒

制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有(1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。(2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。(4)为防止Fe2+被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物质类别二元弱碱三元弱碱颜色状态__________________溶解性________________与非氧化性强酸反应______________________________________________________________________稳定性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+＋3H2OFe2O3＋3H2O日常生活中铁制品生锈的现象很常见，依据所学知识分析铁锈的主要成分是什么？怎样除去衣物上的铁锈？提示：铁锈呈红棕色，因此铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。根据Fe2O3的性质，我们可以选用酸性物质除去衣物上的铁锈，如食用醋、草酸或柠檬汁等。

√

2．某实验小组用如图甲所示装置制备Fe(OH)2。下列说法正确的是(

)A．盛放稀硫酸的仪器是长颈漏斗B．实验时打开旋塞的顺序依次为K2、K1、K3C．试剂X可选用植物油，其主要作用是隔绝空气D．选用甲装置中除水外的试剂，可用乙装置代替甲装置制备Fe(OH)2√C

[盛放稀硫酸的仪器是分液漏斗，A错误；实验时先打开K1再打开K2，用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶中空气，B错误；植物油与水不互溶、密度小于水，可起到隔绝空气的作用，C正确；乙装置左边试管中长、短导管安装错误，D错误。]题后归纳

Fe(OH)2实验室制备装置及其改进1．(双选)下列有关铁的说法中正确的是(

)A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2B．铁能与盐酸反应生成氯化铁和氢气C．Fe与Cl2反应只能生成FeCl3D．铜粉中混有少量铁粉，可加入足量盐酸充分反应后过滤、洗涤、干燥随堂评估·知能落实√243题号1√243题号1CD

[铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，A错误；铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，B错误；Cl2具有强氧化性，Fe与Cl2反应生成FeCl3，C正确；铜粉中混有少量铁粉，因为铁粉与盐酸反应，而铜不与盐酸反应，因此加入足量盐酸充分反应后过滤、洗涤、干燥，可以除去铜粉中少量的铁，D正确。]2．关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列说法中正确的是(

)A．都是黑色固体 B．都不溶于水C．铁元素化合价都相同 D．都能与水反应23题号14√B

[氧化铁(Fe2O3)为红棕色，氧化亚铁(FeO)和四氧化三铁(Fe3O4)为黑色，A不正确；铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不溶于水，B正确；氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价，C不正确；铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不与水反应，D不正确。]3．同学们在实验室里用如图装置制取Fe(OH)2，下列说法正确的是(

)A．FeSO4溶液的颜色为浅绿色B．胶头滴管不应该插入液面以下C．可将植物油换成酒精进行实验D．生成的白色沉淀迅速变成灰绿色23题号41√23题号41A

[含Fe2+的溶液的颜色为浅绿色，A正确；胶头滴管应该插入液面以下，隔绝氧气，防止氢氧化亚铁被氧化，B错误；酒精溶于水，不能起到隔绝空气的作用，C错误；因隔绝空气，生成的氢氧化亚铁不被氧化，可稳定存在，颜色为白色，D错误。]243题号14．某化学兴趣小组拟用如图装置(2个三颈烧瓶及其他仪器)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。243题号1(1)稀硫酸应放在__________中(填仪器名称)。(2)本实验通过控制A、B、C三个开关，可将装置中的空气排尽，具体操作为关闭开关________，打开开关________，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关________，打开开关________，就可观察到氢氧化亚铁的生成。试分析实验开始时需排尽装置中空气的理由：_____________________________(用化学方程式作答)。分液漏斗AB、CB、CA4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3243题号1[解析]

(1)此实验目的是制备氢氧化亚铁，先在装置2中用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中。(2)实验时，可关闭开关A，打开开关B、C，打开分液漏斗活塞，待排尽空气后，再关闭开关B、C，打开开关A，将生成的硫酸亚铁溶液压入右侧装置中生成氢氧化亚铁。实验开始时需要排尽装置中的空气是为了防止发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。课时分层作业(十八)铁的单质、氧化物和氢氧化物题号135246879(选择题只有一个选项符合题目要求)1．下列说法不正确的是(

)A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是Fe3O4B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应√题号135246879C

[铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下铁粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，A正确；铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，B正确；陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在，C错误；铁在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，D正确。]题号135246879

√C

[Cl2是强氧化剂，可将Fe氧化成FeCl3，A正确；S是弱氧化剂，可将Fe氧化成FeS，B正确；Fe与HCl反应生成FeCl2，而不是FeCl3，C错误；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，D正确。]题号1352468793．茶叶等包装中通常会加入还原性铁粉，下列有关说法正确的是(

)A．还原性铁粉直接杀菌，延长茶叶储存时间B．发生的反应是2Fe3+＋Fe===3Fe2+C．用无水CaCl2代替，也能取得同样效果D．还原性铁粉与空气反应，增加茶叶保质期√题号135246879D

[还原性铁粉具有强还原性，起到抗氧化作用，不能起到杀菌消毒的作用，A错误；还原性铁粉具有强还原性，能与空气中的氧气反应，防止茶叶被氧化，B错误、D正确；无水氯化钙不具有还原性，不能与空气中的氧气反应，不可能延长茶叶储存时间，无法取得与还原铁粉的同样效果，C错误。]题号135246879

√题号135246879B

[加热湿棉花可以产生水蒸气，故湿棉花的主要作用是提供水蒸气，A正确；铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；肥皂液的主要作用是检验生成的氢气，氢气难溶于水，会形成泡泡，点燃会有爆鸣声，C正确；肥皂液中刚有气泡产生时，氢气不纯，不能点燃肥皂液，D正确。]题号1352468795．某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：下列说法正确的是(

)A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．反应②的温度比反应③的温度高C．FeO的稳定性强于Fe2O3D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3√题号135246879D

[Fe2O3为红棕色固体，A项错误；根据信息可知Fe在500℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1400℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B项错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C项错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D项正确。]题号1352468796．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应，应用如图装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”，请回答该实验中的问题。题号135246879(1)写出该反应的化学方程式：_____________________________，该反应的氧化剂是________。(2)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是________________________________________________________；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，其作用是_____________________。

H2O为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气防止水受热产生暴沸题号135246879(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃________。(4)试管中收集的气体是________，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行________。(5)若该反应中有16.8gFe参加反应，则生成H2的质量为______g。酒精灯H2验纯0.8题号135246879[解析]

由实验装置图可知，在酒精灯加热作用下使圆底烧瓶中的水产生水蒸气，水蒸气在硬质玻璃管中与铁粉在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，盛有碱石灰或五氧化二磷的干燥管用于吸收水蒸气，试管用于吸收干燥的氢气。(2)由分析可知，圆底烧瓶受热后的主要作用是为硬质玻璃管内铁与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气，水受热时易发生暴沸，所以在烧瓶底部放置了几片碎瓷片，其作用是防止水受热产生暴沸。题号135246879

题号135246879(选择题有一个或两个选项符合题目要求)7．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是(

)A．A为Fe，B为Fe3O4B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色C．④的离子方程式：Fe＋2Fe3+===3Fe2+D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3√√题号135246879AB

[由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。④的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3+===3Fe2+。题号1352468798．在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备Fe(OH)2。题号135246879(1)除去NaOH溶液中溶解的氧气的方法是将溶液________。(2)实验时在装置A中加入的试剂是______________(填名称)，装置B中加入一定量的________(填化学式)溶液。(3)实验开始时先将活塞E________(填“打开”或“关闭”)，装置C中收集到气体的主要成分是____________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是____________________________________________________。煮沸铁屑、稀硫酸NaOH打开H2(或氢气)装置中充满氢气，空气不能进入装置中题号135246879(5)实验结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，装置B中发生的现象为____________________________________________。发生转化的化学方程式是_________________________________。4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色题号135246879[解析]

Fe(OH)2易被氧气氧化，制备Fe(OH)2要隔绝空气。装置A中放入铁粉和稀硫酸，装置B中放入氢氧化钠溶液，先打开止水夹E，装置A中生成的氢气排出装置B中的空气，等装置C中收集到纯净的氢气时，关闭止水夹E，装置A中生成的FeSO4溶液压入装置B中与氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀Fe(OH)2。(1)温度越高气体溶解度越小，可以用加热煮沸的方法除去NaOH溶液中溶解的氧气。题号135246879(2)装置A制备FeSO4，同时产生氢气排出装置内的空气，实验时在装置A中加入的试剂是铁屑和稀硫酸，装置B中FeSO4和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，装置B中加入一定量的NaOH溶液。(3)为使装置A中生成的氢气进入装置B，以排出装置B内的空气，实验开始时先将活塞E打开，装置C中收集到气体的主要成分是氢气。(4)装置中充满氢气，空气不能进入到装置中，反应生成的Fe(OH)2沉淀与空气隔绝，所以Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。题号135246879(5)实验结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，装置B中Fe(OH)2被氧气氧化为红褐色Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，发生的现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。题号1352468799．硫酸亚铁在空气中易被氧化，与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵[化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置如图所示。已知装置C的作用是吸收一些酸性杂质气体。请回答下列问题：题号135246879(1)铁屑中常含有Fe2O3等杂质，装置B中涉及稀硫酸的离子反应有__________________________、____________________________。(2)按上图连接好装置，经检验气密性良好后加入相应的药品，打开K1、K2，关闭K3，装置B中有气体产生，该气体的作用是_________________________________________。反应一段时间后，打开K3，关闭K1和K2。装置B中的溶液会流入装置A，其原因是_______________________________________________________________________________________