高中化學第三章鐵金屬材料31鐵及其化合物教案新人教版必修第一冊

高中化學第三章鐵金屬資料3.1鐵及其化合物教課方案新人教版必修第一冊高中化學第三章鐵金屬資料3.1鐵及其化合物教課方案新人教版必修第一冊13/13高中化學第三章鐵金屬資料3.1鐵及其化合物教課方案新人教版必修第一冊第一節(jié)鐵及其化合物核心微網絡涵養(yǎng)新目標1．認識鐵元素的性質與存在。2．掌握鐵及其重要化合物的性質。3．學會用實驗的手段研究物質性質的方法。4．認識鐵及其化合物的廣泛用途。[預習新知]一、鐵的單質1．鐵的存在鐵在地殼中含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位，主要以＋2價和＋3價化合物的形式存在。鐵單質在自然界中以隕鐵的形態(tài)存在。2．物理性質純凈的鐵是光明的銀白色金屬，密度較大，熔點較高。擁有導熱性、導電性、延展性，能被磁體吸引。3．化學性質(1)與非金屬反應點燃點燃2Fe＋3Cl2=====2FeCl33Fe＋2O=====Fe3O4(2)與水反應高溫3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2與酸反應Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑與鹽溶液反應Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu結論：鐵在化學反應中做為還原劑：－弱氧化劑2＋－強氧化劑3＋Fe－2e――――→FeFe－3e――→Fe二、鐵的重要化合物1．鐵的氧化物(1)物理性質氧化物FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵的價態(tài)＋2＋3＋2、＋3溶解性都不溶于水(2)化學性質①牢固性：2334較牢固；FeO不牢固，受熱能氧化為34FeO、FeOFeO。23都是堿性氧化物，都能與酸反應生成鹽和水。分別寫出它們與鹽②與酸反應：FeO、FeO酸反應的離子方程式：FeO＋＋2＋＋3＋22322H===Fe＋HO、FeO＋6H===2Fe＋3HO。2．鐵的氫氧化物的制備-1-實驗操作實驗現(xiàn)象結論(用方程式表示)試管中有紅褐色積淀產生3＋－Fe＋3OH===Fe(OH)3↓2＋－Fe＋2OH===Fe(OH)↓(白2試管中先生成白色積淀，迅速色)、變成灰綠色，最后變成紅褐色4Fe(OH)2＋O＋22H2O===4Fe(OH)3鐵的氫氧化物的化學性質氫氧化鐵和氫氧化亞鐵都為不溶性堿，它們擁有的性質是Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O，(1)能與酸反應，它們分別與鹽酸反應的離子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2HO。(2)不牢固，受熱易分解，其化學方程式分別為△Fe(OH)3：2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O，△②Fe(OH)2：Fe(OH)2=====FeO＋H2O(間隔空氣)。4．鐵鹽和亞鐵鹽(1)Fe2＋和Fe3＋的檢驗：(2)Fe2＋與Fe3＋的轉變：①實驗及現(xiàn)象：溶液由棕黃色→□36淺綠色→溶液□37無明顯變化→溶液變成□38紅色。②反應的離子方程式：393＋2＋2＋23＋－□2Fe＋Fe===3Fe，2Fe＋Cl===2Fe＋2Cl。鐵等強還原劑3＋2＋③結論：FeFe氯氣等強氧化劑[即學即練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)自然界中不存在游離態(tài)的鐵。()(2)Fe3O4中化合價有＋2和＋3價為混雜物。()(3)FeO在空氣中加熱生成FeO。()23(4)FeO和Fe2O3均為堿性氧化物。()(5)Fe2＋能夠被Cl2氧化為Fe3＋，說明Fe2＋擁有氧化性。()(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液變紅色，說明溶液中不含F(xiàn)e2＋。( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×-2-2．鐵在必然條件下與O、水蒸氣反應的共同產物是( )A．FeOB．FeO2C．FeOD．Fe(OH)22334答案：C3．以下物質反應后必然有＋3價鐵生成的是( )①過分的Fe和Cl2反應②Fe與過分稀硫酸反應③FeCl2溶液中通入少許Cl2④Fe和FeO的混雜物溶于鹽酸中23A．①B．①③C．①②③D．全部Fe2＋。③在溶液中解析：①中的Cl2能將鐵氧化為＋3價。②中Fe與稀硫酸反應只能生成Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中第一發(fā)生Fe與鹽酸生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸生成FeCl3的反應，但題中未給出反應物間相對量的關系，若鐵是足量的，則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。答案：B4．某鋼鐵廠周邊居民經常碰到該廠產生的紅棕色煙霧的困擾。據你估計這一空氣污染物中可能含有()A．Fe粉塵B．FeO粉塵C．FeO粉塵D．FeO粉塵3423答案：D技術涵養(yǎng)目標一Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法Fe3＋而可能含有Fe2＋，進行以下實驗操作時最正確序次為[例1]要證明某溶液中不含有( )①加入足量氯水②加入足量KMnO溶液③加入少許NHSCN溶液44A．①③B．③②C．③①D．①②③Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，則Fe2＋可被【解析】加入NH4SCN無紅色物質產生證明無氧化為Fe3＋，使溶液變紅色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4自己為紫紅色，加入足3＋與NHSCN反應后溶液的顏色不易被觀察。量酸性KMnO后，使Fe44【答案】C2＋2＋3＋[提升1]某溶液中可能存在Mg、Fe、Fe，加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀積淀生成，白色積淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，以下結論正確的選項是( )A．必然有2＋，必然沒有3＋2＋FeFe、MgB．必然有3＋2＋，必然沒有2＋Fe，可能有FeMgC．必然有3＋，必然沒有2＋2＋FeFe、MgD．必然有2＋2＋，必然沒有3＋Fe，可能有MgFe答案：D[核心能力]Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法直接觀察顏色-3-利用氫氧化物積淀的顏色利用顯色反應利用Fe2＋的還原性利用Fe3＋的氧化性除雜問題(括號內為雜質)：①FeCl溶液(FeCl)：加足量氯水或HO或通入足量Cl2。3222②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量鐵粉，充分反應后過濾。③FeSO溶液(CuSO)：加足量鐵粉，充分反應后過濾。44④Fe粉(鋁)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反應后過濾。目標二鐵及其化合物之間的轉變[例2]已知下述三個實驗均能發(fā)生化學反應：①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中以下判斷正確的選項是()A．實驗①中鐵釘只作還原劑B．實驗②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性C．實驗③中發(fā)生的是置換反應D．上述實考據明氧化性：3＋2＋2＋Fe＞Fe＞CuCu2＋＞Fe2＋；實驗②中Fe2＋只表現(xiàn)還原性，實【解析】實驗①中鐵釘作還原劑，氧化性驗③中反應為：2FeCl＋Cu===2FeCl＋CuCl不是置換反應，解析可知，氧化性：3＋2＋，F(xiàn)e＞Cu32綜上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正確，B、C、D錯誤?！敬鸢浮緼[提升2]已知A是一種常有金屬，F(xiàn)是一種紅褐色積淀。試依照圖中轉變關系，回答下列問題。-4-推斷題的解題思路：依照物質的物理性質(特別是色、態(tài))和化學性質(相互轉變關系、反應條件等)，找出擁有特色條件的物質，再由相互轉變關系逐漸推斷。寫出A、C、F、G的化學式：A．________；C.________；F.________；G.________。檢驗D中陽離子的方法為________________________________________________________________________。保存C溶液時要加固體A的原因是________________________________________________________________________。寫出以下轉變的離子方程式：①D→C：__________________________；②C→D：__________________________。寫出E→F的化學方程式：________________________________________________________________________。解析：依照F是紅褐色積淀知F是Fe(OH)3，從而推知A為Fe，B為Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3，G為Fe2O3，X為H2。答案：(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取D溶液少許于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含F(xiàn)e3＋防范Fe2＋被O2氧化3＋2＋2＋3＋－(4)①2Fe＋Fe===3Fe②2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3[核心能力]鐵及其化合物之間的轉變1．Fe只有還原性，能夠被氧化成＋2價或＋3價的鐵：如Fe＋＋2＋點燃高溫＋4H2H===H↑＋Fe2Fe＋3Cl=====2FeCl33Fe＋4HO(g)=====FeO2＋既有氧化性又有還原性：2．Fe-5-如2Fe2＋3＋＋2Cl－2＋2＋＋Cl2===2FeZn＋Fe===Fe＋Zn3．Fe3＋擁有較強的氧化性，可被還原為＋2價或0價的鐵：如2Fe3＋2＋2＋△＋Cu===2Fe＋Cu3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2與Fe3＋、Fe2＋有關的離子共存問題：3＋與I－2－－2－－等因發(fā)生氧化還原反應而不能夠大量共存。332＋－＋－＋)－等因發(fā)生氧化還原反應而不能夠大量共存。②Fe與MnO4(H)、NO3(H、ClO學考議論授課提示：對應學生用書41頁1．以下有關鐵與水反應的說法中正確的選項是()A．在任何條件下，鐵與水均能發(fā)生反應B．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氫氧化鐵和2HC．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧化鐵和H2D．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和H2答案：D2．以下各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色積淀的是( )A．①②B．①③C．②③D．①②③解析：由于Fe(OH)在空氣中易被氧化成Fe(OH)，故要長時間觀察到Fe(OH)白色積淀，232就要消除裝置中的空氣或氧氣。裝置①是先用H2將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中，③中液面上加苯阻攔了空氣進入；②由于能接觸到空氣中的O，故不能夠2較長時間觀察到白色積淀。答案：B3．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯變化。當再滴入幾滴新制氯水后，混雜溶液變成紅色，則以下結論錯誤的選項是( )A．該溶液中必然含有－SCNB．氧化性：Fe3＋>Cl22＋－不能夠形成紅色物質C．Fe與SCN-6-2＋3＋D．Fe被氧化為Fe解析：溶液中的2＋與加入的新制氯水發(fā)生反應：2Fe2＋23＋＋2Cl－，故氧化性：Fe＋Cl===2Fe3＋3＋的溶液變成紅色，說明原溶液中必然含有－2Fe<Cl2；能使含F(xiàn)eSCN；因原溶液中加入含F(xiàn)e＋的溶液后，無明顯變化，說明2＋－Fe與SCN不能夠形成紅色物質。答案：B4．把表面有氧化物的同樣大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中，充分反應后，所得溶液中的金屬離子為( )A．Fe3＋和Cu2＋B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe2＋和Fe3＋D．Fe2＋解析：本題涉及的物質的反應有：CuO與鹽酸的反應，F(xiàn)e、Fe2O3與鹽酸的反應，F(xiàn)e3＋與Fe、Cu的反應，F(xiàn)e與Cu2＋的反應等。表面氧化物較少，溶于鹽酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋較少，分別被Fe還原為Fe2＋和Cu，Cu與鹽酸不反應，F(xiàn)e與鹽酸反應生成Fe2＋。答案：D5．化合物A、B組成元素同樣，且B為白色。C是一種與B含有同樣價態(tài)該金屬元素的硫酸鹽，向C中加入合適的NaOH溶液，可觀察到生成的積淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色積淀A，加熱A可得紅棕色粉末D?；卮鹨韵聠栴}：寫出各物質的化學式：A________、B________、C________、D________。寫出B轉變成A的化學方程式：________________________________________________________________________。寫出A受熱分解的化學方程式：________________________________________________________________________。解析：解答本題的要點是抓住C與NaOH溶液反應的特色現(xiàn)象，確定A是Fe(OH)3，C是FeSO，B為Fe(OH)，D為FeO。4223答案：(1)Fe(OH)3Fe(OH)2FeSOFeO423(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3△2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O練后感悟制備Fe(OH)2的注意問題(1)Fe2＋極易被氧化，因此FeSO4溶液要現(xiàn)制現(xiàn)用。為了防范Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸餾水和NaOH溶液要煮沸，盡可能除去O2。為了防范滴加NaOH溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。為防范Fe2＋被氧化，還可以夠向盛有FeSO4溶液的試管中加入少許的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機物，以間隔空氣。課時作業(yè)14鐵及其化合物授課提示：對應學生用書95頁[學業(yè)達標]1．以下說法正確的選項是( )A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應生成Fe(OH)3C．鐵銹的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中鐵元素有＋2價和＋3價，F(xiàn)e3O4是混雜物解析：赤鐵礦、鐵銹的主要成分是Fe2O3，A錯誤，C正確；Fe2O3為堿性氧化物，但不與水反應，B錯誤；Fe3O4為純凈物，不是混雜物，D錯誤。答案：C2．以下物質的顏色和性質或用途對應正確的選項是( )編號物質顏色性質/用途-7-①Fe2O3紅棕色紅色油漆、涂料②Fe(OH)2紅棕色易被氧化成灰綠色，最后變成紅褐色③Fe(OH)3紅褐色受熱易分解生成紅棕色粉末④Fe2＋黃色擁有較強氧化性⑤Fe3＋淺綠色擁有較強的還原性A．①④⑤B．②③C．①②③④⑤D．①③解析：Fe(OH)2為白色；Fe2＋擁有較強的還原性，F(xiàn)e3＋擁有較強的氧化性。答案：D3．以下關于Fe2＋和Fe3＋的表達中，錯誤的選項是()A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為黃色C．Fe3＋擁有氧化性，F(xiàn)e2＋擁有還原性3＋溶液中滴入含－D．FeSCN的溶液，馬上出現(xiàn)紅色積淀解析：Fe3＋－溶液中滴入含SCN的溶液，生成紅色可溶性物質，不是紅色積淀。答案：D4．以下離子的檢驗方法合理的是()Fe2＋A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含2＋B．向某溶液中通入Cl2，爾后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有FeC．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色積淀，說明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色積淀，又觀察到顏色逐漸變成紅褐色，說明該溶液2＋2＋中只含有Fe，不含有Mg3＋2＋解析：A項，加入KSCN后呈紅色，說明含F(xiàn)e，但不能夠說明可否含有Fe；B項，通Cl2后再加入KSCN溶液變紅色說明所得的溶液中含有Fe3＋，而原溶液中可否含有Fe3＋、Fe2＋無法判斷；C項，加入NaOH得紅褐色積淀說明含有Fe3＋；D項，當溶液中含有Fe2＋和其他能與堿反應生成白色積淀的離子時，同樣會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，由于Fe(OH)2轉變成Fe(OH)3時，紅褐色很簡單掩蓋其他白色積淀的現(xiàn)象。答案：C5．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實驗。甲組：檢驗含F(xiàn)e3＋的溶液中可否含有Fe2＋；乙組：檢驗含F(xiàn)e2＋的溶液中可否含有Fe3＋。以下試劑及加入試劑序次能達到實驗目的的是()試劑甲組乙組選項A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B4KSCN溶液酸性KMnO溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性4KMnO溶液解析：由于Fe3＋的攪亂，在檢驗Fe2＋時使用酸性KMnO4溶液，只有B正確。答案：B6．要除去FeCl2溶液中少許的FeCl3，以下方法可行的是()A．滴入KSCN溶液B．加入鐵粉C．通入氯氣D．加入銅粉解析：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故可用Fe除FeCl2中的FeCl3。答案：B7．在含有1molFeSO4的溶液中投入一小塊金屬鈉，反應完好后，濾出積淀并沖洗，然后在空氣中灼燒積淀獲取的固體物質是( )-8-A．FeOB．FeC．Fe(OH)3D．FeO23解析：金屬鈉投入溶液生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉與FeSO4溶液反應生成Fe(OH)2，在空氣中灼燒積淀時，第一Fe(OH)被氧化為Fe(OH)，F(xiàn)e(OH)再分解生成FeO和水。23323答案：D8．將以下四種化合物溶于稀鹽酸，滴加硫氰化鉀溶液，沒有顏色變化，再加氯水即表現(xiàn)紅色的是()A．FeOB．FeO23C．FeCl3D．Fe2(SO4)3Fe2＋。解析：題述現(xiàn)象說明化合物中含有答案：A9．以下離子方程式正確的選項是()A．將氨水滴入到FeCl3溶液中3＋－Fe＋3OH===Fe(OH)3↓B．氧化鐵與鹽酸反應23＋3＋2FeO＋6H===2Fe＋3HOC．向FeCl3溶液中加入鐵粉Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．向氯化亞鐵溶液中通入Cl22＋3＋＋2Cl－Fe＋Cl2===Fe解析：A項在書寫離子方程式時，弱電解質NH3·H2O不能夠拆寫成離子的形式；C項離子方程式中除依照元素守恒外，電荷也必定守恒，正確的離子方程式應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D項只吻合元素守恒，不吻合電荷守恒，正確的離子方程式應為2＋3＋＋2Cl－。2Fe＋Cl2===2Fe答案：B10．當向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應結束后，燒杯底部不能能出現(xiàn)的是()A．有銅無鐵B．有鐵無銅C．有鐵有銅D．無鐵無銅Fe粉和Cu粉，由于Fe的還原性比Cu強，F(xiàn)e3解析：向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時加入＋第一與Fe反應，若是Fe3＋有節(jié)余，節(jié)余的Fe3＋再與Cu反應，F(xiàn)e粉未反應完時銅粉就不會被氧化。因此不能能出現(xiàn)燒杯中有鐵無銅的現(xiàn)象，應選B。答案：B11．在氯化鐵、氯化銅和鹽酸的混雜溶液中加入鐵粉，待反應結束后，所節(jié)余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應后溶液中存在很多的陽離子是()A．Cu2＋B．Fe3＋C．Fe2＋D．H＋3＋2＋2＋解析：因所剩固體能被磁鐵吸引，說明Fe有節(jié)余，2Fe＋Fe===3Fe，Cu＋Fe===Cu＋2＋＋2＋3＋2＋＋等可與Fe反應，不能能存在很多。Fe，2H＋Fe===Fe＋H2↑，即Fe、Cu、H答案：C12．有關鐵的化合物的說法中，錯誤的選項是( )A．Fe(OH)2是一種黑色固體，不牢固，在空氣中易被氧化轉變成紅褐色B．由圖示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都能夠由化合反應制得D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達爾效應解析：Fe(OH)2是一種白色固體，A錯誤；煤油能減少FeSO4溶液與氧氣接觸，能夠防范試管中部分氧氣對氫氧化亞鐵的氧化，B正確；鐵在氧氣中燃燒可生成Fe3O4，可經過化合反應：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正確；Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達爾效應，D正確。答案：A13．某同學對未知物A鹽的水溶液進行了判斷，實驗過程及現(xiàn)象以以下列圖所示：-9-現(xiàn)對A、B、C、D做出的以下推斷中，不正確的選項是( )A．A鹽必然是FeCl3B．白色積淀B可能是AgCl3＋C．C中必然含F(xiàn)e2＋D．無法確定A中可否含有Fe解析：由于A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液，HNO3能夠把Fe2＋氧化成Fe3＋，因此A鹽也可能為FeCl2。答案：A14．A、B、C、D、E分別是鐵或鐵的化合物。其中D是一種紅褐色積淀。其相互反應關系以下列圖：依照以下列圖變化，按要求回答以下問題：寫出A、E的化學式：A________，E________。寫出其中幾步反應的化學方程式：C→B：_______________________________________________________________；B→D：_______________________________________________________________；E→A：_______________________________________________________________。(3)C中加入NaOH溶液，看到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：解答該題的要點是D，由于D為紅褐色積淀，可知D是Fe(OH)3，則E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。答案：(1)FeFe2O3(2)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(合理即可)FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)↓＋3NaCl(合理即可)高溫高溫Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2(或Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3)出現(xiàn)白色積淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色[等級打破]15．某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并檢驗產物的性質，請回答以下問題：(1)A裝置的作用是________，B中反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)D的作用是________________________________________________________________________。-10-(3)E中的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(4)A、B兩個裝置中應先點燃________處的酒精(噴)燈，點燃E處酒精燈從前應進行的操作是________________________________________________________________________。解析：高溫(1)B中進行的反應是3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2，故A為供應水蒸氣的裝置。