2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)必修1第三章　第一節(jié)　第1課時　鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物 學(xué)案 （含答案）

第第頁2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)必修1第三章第一節(jié)第1課時鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物學(xué)案（含答案）第一節(jié)鐵及其化合物

第1課時鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物

[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.結(jié)合生活中鐵制品的應(yīng)用，了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會的責(zé)任意識。2.通過探究實驗，認(rèn)識鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的條件，對比鈉與水的反應(yīng)，加深對微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。3.通過實驗掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。

一、鐵的單質(zhì)

1．鐵的存在和冶煉

(1)存在

鐵在自然界中可以以________形態(tài)(隕鐵)存在，但主要是以________價和________價化合物的形態(tài)存在于礦石中。鐵元素在地殼中的含量居第四位，僅次于________、________和________。

(2)冶煉

工業(yè)煉鐵的原理是用還原法把鐵從鐵礦石中提煉出來，化學(xué)方程式(以Fe2O3為例)：________________________________________________________________________。

2．鐵的物理性質(zhì)

鐵有________性、________性、________性，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，鐵還能被________吸引，其熔、沸點較________。

思考1為什么鐵片是銀白色，而鐵粉卻是黑色？

3．鐵的化學(xué)性質(zhì)

(1)與某些非金屬單質(zhì)、非氧化性酸和鹽溶液反應(yīng)。

寫出下列有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的寫出離子方程式。

①Fe與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

②Fe與非氧化性酸反應(yīng)(如鹽酸)

______________________________________________________________________________。

③Fe與鹽溶液反應(yīng)(如CuSO4溶液)

______________________________________________________________________________。

思考2上述反應(yīng)中，鐵的化合價的變化有何異同？為什么會有這樣的異同？

(2)實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)

思考3在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水注入模具之前，模具為什么必須進(jìn)行充分的干燥處理？

用燃著的火柴去點肥皂泡，觀察到的現(xiàn)象是________________________________，證明生成了________，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。上述實驗裝置中，濕棉花的作用是___________________________________________________________

___________________________________________________________________________。

鐵在氧氣中燃燒或與水蒸氣反應(yīng)生成既有＋2價又有＋3價鐵元素的氧化物Fe3O4。

1．判斷正誤

(1)由于鐵單質(zhì)性質(zhì)比較活潑，所以自然界中沒有游離態(tài)的鐵單質(zhì)()

(2)鐵與AgNO3、ZnCl2等鹽溶液均能發(fā)生反應(yīng)生成Fe2＋()

(3)分離鐵粉與銅粉的混合物時，只能用化學(xué)方法()

(4)1molFe與水蒸氣高溫下反應(yīng)轉(zhuǎn)移mole－()

2．下列有關(guān)鐵的說法不正確的是()

A．鐵與水蒸氣的反應(yīng)中鐵為還原劑

B．鐵和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

C．鐵在純氧中燃燒生成Fe3O4

D．工業(yè)上用CO在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3的礦石煉鐵

二、鐵的氧化物和氫氧化物

1．鐵的氧化物

閱讀課本，填寫下表空白：

氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)

俗稱—

顏色、狀態(tài)黑色粉末________粉末黑色晶體(有磁性)

溶解性________溶于水

類別________氧化物________氧化物－

鐵的價態(tài)______、______

與H＋反應(yīng)的離子方程式

穩(wěn)定性6FeO＋O22Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定

與CO、C、H2反應(yīng)生成單質(zhì)鐵及CO2或H2O

用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料

2.鐵的氫氧化物

(1)鐵的氫氧化物的制備

反應(yīng)原理：Fe(OH)3與Fe(OH)2分別由相應(yīng)的________________與______________反應(yīng)而制得。

Fe(OH)2Fe(OH)3

操作

現(xiàn)象產(chǎn)生________絮狀沉淀，迅速變?yōu)開_______，最終變?yōu)開_______沉淀生成________沉淀

離子方程式Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；___________________________________________________________________Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

實驗結(jié)論______________很不穩(wěn)定，極易轉(zhuǎn)化為______________

思考如圖是制備氫氧化亞鐵的改進(jìn)裝置，思考并回答下列問題：

(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)過______________，目的是___________。

(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯(一種有機(jī)溶劑，難溶于水，密度比水小)的作用是________________________________________________________________________。

(3)將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比較

Fe(OH)2Fe(OH)3

顏色、狀態(tài)________固體______固體

溶解性________溶于水____溶于水

與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式

穩(wěn)定性Fe(OH)2FeO＋H2O(隔絕空氣)

1．判斷正誤

(1)磁鐵礦的主要成分是Fe3O4()

(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3()

(3)Fe3O4中鐵的化合價有＋2和＋3價，是一種混合物()

(4)Fe(OH)3不能利用化合反應(yīng)生成()

(5)因為Fe(OH)2易被氧化，所以在制備時要隔絕空氣()

2．下列有關(guān)鐵的化合物的說法不正確的是()

A．Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的氧化性

B．FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均可與鹽酸反應(yīng)

C．Fe(OH)3可通過化合反應(yīng)得到，F(xiàn)e(OH)2則不能

D．Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價為＋2和＋3

1．(2022·黑龍江賓縣二中高一月考)下列關(guān)于鐵的敘述錯誤的是()

A．純凈的鐵是光亮的銀白色金屬B．鐵能被磁體吸引

C．鐵是地殼中含量最多的金屬元素D．鐵具有延展性和導(dǎo)熱性，可制作炊具

2．鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗改進(jìn)前后的裝置如圖所示：

下列說法錯誤的是()

A．將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣

B．用具支試管可將試管口附近冷凝的水導(dǎo)出

C．將肥皂液改為吹泡泡水，收集H2的效果更好，點燃效果更明顯

D．改進(jìn)后，懸掛的磁鐵能吸引鐵粉，實驗過程中，我們能看到具支試管中有黑色固體不斷落下

3.如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2并觀察其在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑、稀硫酸和NaOH溶液。

(1)在試管Ⅰ中加入的試劑是________________。

(2)在試管Ⅱ中加入的試劑是______________________________________________________。

(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑，塞緊塞子后的實驗步驟是

_______________________________________________________________________________。

(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是__________________________

________________________________________________________________________。

(5)實驗完畢，拔去試管Ⅱ中的橡膠塞，放入一部分空氣，此時試管Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。

第1課時鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物

一、

1．(1)單質(zhì)＋2＋3氧硅鋁

(2)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

2．延展導(dǎo)熱導(dǎo)電磁體高

思考1金屬小顆粒能反射光線。小顆粒的分布是非?；靵y的，所以不能像鏡面一樣把入射光線定向地反射回去。入射光線進(jìn)到金屬小顆粒中，就像進(jìn)了“迷魂陣”，從一個小顆粒反射到另一個顆粒，這樣反射過來又反射回去，光線越來越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。

3．(1)①2Fe＋3Cl22FeCl33Fe＋2O2Fe3O4

②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

③Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋

思考2在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)。鐵與弱氧化劑(如鹽酸、CuSO4等)反應(yīng)，生成＋2價鐵的化合物，而與較強(qiáng)的氧化劑(如Cl2等)反應(yīng)，生成＋3價鐵的化合物。

思考3在高溫下，鐵能與水發(fā)生反應(yīng)。

肥皂泡燃燒，聽到爆鳴聲H23Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2受熱時提供反應(yīng)所需的水蒸氣

應(yīng)用體驗

1．(1)×(2)×(3)×(4)√

2．B[鐵和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。]

二、

1．鐵紅磁性氧化鐵紅棕色不堿性堿性＋2＋3＋2＋3FeO＋2H＋===

Fe2＋＋H2O

6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O

Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O

2．(1)可溶性鹽可溶性堿白色灰綠色紅褐色紅褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3

思考(1)加熱煮沸趕走溶解的氧氣

(2)隔絕空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被氧化

(3)防止滴加NaOH溶液時帶入空氣氧化Fe(OH)2

(2)白色紅褐色不不Fe(OH)2＋2H＋===