铁的单质氧化物和氢氧化物-高一化学课件

人教版必修第一册网科学【备课无忧】2021-2022学年高一化学同步优质课件人教版必修第一册网科学目标素养1.了解铁与某些非金属单质、酸和盐溶液的反应,及与不同的氧化剂反应时元素化合价的变化情况。2.通过实验探究了解铁与水蒸气的反应,并通过铁与水蒸气反应实验原理的探究,分析可能的产物,培养科学探究的能力。3.了解铁的氧化物的性质及应用。4.通过氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备实验,探究其性质。第三章铁金属材料第1节铁及其化合物3.1.1铁的单质、氧化物和氢氧化物铁在生活中的应用广泛一、铁元素在自然界中的分布陨铁赤铁矿磁铁矿陨铁是自然界中铁元素的单质形态，但是铁元素更多地主要以+2价和+3价化合物的形式存在于矿石中。人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。二、单质铁1、铁的物理性质方铁圆铁化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应。①银白色金属，能被磁体吸引②导电性（不如铜、铝）、导热性、延展性③熔点：1535℃，沸点：2750℃，密度7.86g/cm32、铁的化学性质思考·讨论1.观察下列化学反应方程式，铁的化合价变化有何异同？Fe+2HCl——2FeCl2+H22Fe+3Cl2——2FeCl3点燃Fe+CuSO4——FeSO4+CuFeFeCl3化合价升高0+3FeFeCl2化合价升高0+2FeFeSO4化合价升高0+22、为什么有的化学方程式中铁的化合价变成+2，有的变成+3？FeFe2+Fe3+弱氧化剂S、H+、Cu2+等强氧化剂Cl2、HNO3等①与非金属反应2Fe+3Cl22FeCl3Δ3Fe+2O2Fe3O4点燃Fe+SFeSΔ②与酸反应Fe＋2H+=Fe2+＋H2↑③与盐反应Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+3、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？钢水注入干燥的模具提示：铁与水会反应吗？生活经验告诉我们，常温下，铁与水是不发生反应的。但在高温下，铁能与水发生反应。思考与交流：假设铁能与水反应，反应条件能否是常温？为什么？钠在常温下与冷水剧烈反应；镁在加热条件下与热水剧烈反应；铝在加热条件下与沸水才能反应；根据金属活动性顺序可以推断，铁与水反应的条件应该比铝还高而不是常温。模拟实验方案：为了检验铁与水在一定条件下是否能够发生反应，有人设计了如下三种方案进行了实验并得到了不错的实验效果。方案1:水蒸气与铁粉反应装置产物收集装置水蒸气的发生装置方案2:方案3:提示:A处提供反应需要的水蒸气;B处提供反应需要的“高温”条件;C处检验反应产物。实验现象:肥皂液产生肥皂泡,把燃着的火柴靠近,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中,证明生成了H2。红热的铁可以与水蒸气反应，反应方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2【思考与交流】2Na+2H2O=2NaOH+H2↑金属性越强，越容易与水反应，反应越剧烈比较钠和铁分别与水的反应，总结金属与水的反应规律3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2钠与冷水剧烈反应;铁常温下和加热条件下与液态水不反应,高温水蒸气才能与铁粉反应。金属与水反应的本质是金属与水电离产生的H+反应生成氢气。典例剖析某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”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,烧瓶底部放碎瓷片的作用是。

(2)写出装置B中发生反应的化学方程式:,该反应中氧化剂是,氧化产物是。

(3)D的作用是。

(4)E中的实验现象是

。

(5)A、B两个装置中应先点燃处的酒精灯(或酒精喷灯),点燃E处酒精灯之前应进行的操作是。产生水蒸气防止加热时液体暴沸吸收未反应的水蒸气,干燥H2黑色固体变成红色,玻璃管内壁上有水珠生成A收集H2并检验其纯度3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2H2OFe3O4FeOFe2O3Fe3O4稳定性铁的化合价色、态俗称溶解性分类

与盐酸反应用途+2不稳定黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁红磁性氧化铁都不溶于水FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O氧化铁：涂料等Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O+3+2、+3碱性氧化物碱性氧化物（FeO·Fe2O3）四氧化三铁：做磁铁冶炼铁的原料稳定稳定二、铁的氧化物6FeO+O2=2Fe3O4Δ红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料两者颜色不同的原因是两者所含的铁的氧化物是不一样的，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？红砖中含的是氧化铁，青砖中含的是四氧化三铁为什么不是氧化亚铁？氧化亚铁不稳定烧制砖瓦时，向窑内添加大量的煤炭后封窑1天，从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应产生大量的还原气体（氢气和一氧化碳），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。实验：在氯化铁溶液和硫酸亚铁溶液中分别滴加氢氧化钠溶液反应向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，最终得到的还是红褐色沉淀白色Fe(OH)2灰绿色红褐色反应红褐色Fe(OH)3Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓铁的两种氢氧化物可以分别由相对应的可溶性盐和碱溶液反应制得红褐色沉淀是什么物质？Fe(OH)3什么氧化了Fe(OH)2？氧气白色絮状灰绿色红褐色很快Fe(OH)2最终Fe(OH)3铁的氢氧化物氢氧化铁氢氧化亚铁化学式物理性质色、态水溶性化学性质与盐酸热稳定性阅读课本“铁的氢氧化物”部分，完成表格：（发生反应的写化学方程式）三、铁的氢氧化物易被空气中氧气氧化成氢氧化铁4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3问题：制得Fe(OH)2后，其颜色发生变化的原因是什么？（用化学方程式表示并变出价态变化，指出氧化剂、还原剂）4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3+20+3-2还原剂氧化剂Fe(OH)2显还原性Fe(OH)3Fe(OH)2红褐色固体白色絮状固体不溶Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2OFe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O∆制备氢氧化亚铁的关键：隔绝空气，防止O2将Fe(OH)2氧化如何得到纯净的氢氧化亚铁？思考·讨论Fe(OH)2被氧化的原因改进方法改进装置

反应试剂中溶有氧气配制试剂的蒸馏水要煮沸试剂与空气接触①在FeSO4溶液的液面上加少量苯（或植物油）②胶头滴管插入液面下加入NaOH溶液NaOH溶液植物油新制FeSO4溶液除去试管和溶液中氧气,创造无氧环境操作：先滴加，然后，当氢气纯净后，再滴加。收集氢气并验纯NaOH溶液稀硫酸改进方案二改进方案三操作：先止水夹，在试管Ⅱ出口处，当后，止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入.打开收集氢气并验纯氢气纯净关闭增大Ⅱ中改进实验装置,创造无氧环境铁屑稀H2SO4NaOH溶液改进方案四铁粉稀硫酸NaOH溶液操作：先活塞a，在锥形瓶出口处，当后，活塞a。产生的氢气使A中压强，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入.打开收集氢气并验纯关闭增大B中氢气纯净课堂小结铁及其化合物铁的单质①铁具有延展性和导热性。②铁能导电，但其导电性不如铜和铝。③铁能被磁体吸引。④铁的熔点是：1535℃；沸点