新教材2024版高中化學(xué)第3章鐵金屬材料第1節(jié)鐵及其化合物第1課時鐵的單質(zhì)鐵的氧化物和氫氧化物課件新人教版必修第一冊

第三章鐵金屬材料①了解鐵與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液的反應(yīng)。②通過實驗探究了解鐵與水蒸氣的反應(yīng)。③了解鐵的氧化物的性質(zhì)及其應(yīng)用。④了解氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的制取及其性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。⑤知道金屬材料的常見類型，結(jié)合實例認(rèn)識材料組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系。⑥認(rèn)識鋁和鋁合金的性質(zhì)。⑦結(jié)合化學(xué)方程式了解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等概念之間的有關(guān)計算。⑧了解化學(xué)計算中的常用方法。

學(xué)習(xí)內(nèi)容考查重點鐵及其化合物鐵的單質(zhì)①鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和方法②Fe2+、Fe3+的檢驗方法及實驗操作③氫氧化亞鐵的制備和保存方法④合金的成分和性能、用途⑤物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用鐵的重要化合物——鐵的氧化物、氫氧化物、鐵鹽和亞鐵鹽金屬材料鐵合金鋁和鋁合金新型合金物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用第一節(jié)鐵及其化合物第1課時鐵的單質(zhì)鐵的氧化物和氫氧化物課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合生活中的鐵制品應(yīng)用，了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任通過探究實驗，認(rèn)識鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的條件，加深對微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)的認(rèn)識宏觀辨識與微觀探析通過實驗掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。結(jié)合實驗現(xiàn)象，認(rèn)識＋2價鐵的強還原性科學(xué)探究與創(chuàng)新意識學(xué)法指導(dǎo)1．知道鐵作為還原劑與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)時，鐵與氧化性較弱的氧化劑反應(yīng)生成＋2價鐵的化合物，鐵與氧化性較強的氧化劑反應(yīng)生成＋3價鐵的化合物2．通過對鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗原理的探究，分析可能的生成物3．通過氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的制取實驗，探究其性質(zhì)

課前·新知導(dǎo)學(xué)鐵的單質(zhì)1．鐵元素概述(1)自然界中的鐵：既有單質(zhì)(________中的鐵單質(zhì))形態(tài)又有化合物(礦石中＋2價、＋3價鐵的化合物)形態(tài)。(2)含量：鐵在地殼中含量居第______位，僅次于_____________。(3)鐵開發(fā)利用：西周晚期我國已掌握了冶鐵技術(shù)。工業(yè)煉鐵原理(以Fe2O3為例)：________________________________。隕石四氧、硅、鋁2．鐵的物理性質(zhì)鐵有________性、________性、導(dǎo)電性，但其導(dǎo)電性不如________，鐵還能被_________吸引。其熔沸點較高，熔點：1535℃、沸點：2750℃，密度：7.86g·cm－3。延展導(dǎo)熱銅和鋁磁鐵3．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬、酸、鹽的反應(yīng)。Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑

Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu

(2)與水反應(yīng)。實驗裝置

操作現(xiàn)象用火柴點燃肥皂液，聽到_________聲，證明生成了________實驗結(jié)論鐵在高溫條件下能與水蒸氣反應(yīng)，化學(xué)方程式為_________________________________

爆鳴H2

(1)金屬鐵通過哪些類型的反應(yīng)可直接生成Fe3O4?(2)還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置中濕棉花的作用是什么？【答案】高溫條件下濕棉花中的水生成水蒸氣。微思考下列關(guān)于鐵與水蒸氣反應(yīng)的說法中不正確的是 (

)A．反應(yīng)中有氫氣產(chǎn)生B．此反應(yīng)需在加熱條件下才能發(fā)生C．生成的鐵的化合物中鐵全部呈＋3價D．該反應(yīng)中水作氧化劑【答案】C【解析】Fe與H2O(g)反應(yīng)生成Fe3O4，其中Fe的化合價為＋2價、＋3價。鐵的氧化物1．物理性質(zhì)氧化物FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)____________________________________鐵的價態(tài)_________________________________溶解性都不溶于水黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體＋2價＋3價＋2價、＋3價2．化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性：FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，迅速被氧化成____________。(2)與酸反應(yīng)：FeO和Fe2O3屬于________氧化物，與鹽酸反應(yīng)的離子方程式分別為_________________________________________________________。Fe3O4

堿性FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O

3．用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，赤鐵礦的主要成分是__________，是煉鐵原料，也可作外墻涂料。Fe2O3

四氧化三鐵(Fe3O4)的化學(xué)式可寫成FeO·Fe2O3，你能否寫出四氧化三鐵溶于鹽酸的離子方程式？【答案】Fe3O4與鹽酸反應(yīng)可分別看作Fe2O3、FeO與鹽酸反應(yīng)，然后把兩個反應(yīng)式相加，則Fe3O4溶于鹽酸的離子方程式為Fe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O。微思考下列說法正確的是

(

)A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應(yīng)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，故Fe3O4是混合物【答案】C【解析】赤鐵礦、鐵銹的主要成分均是Fe2O3，A錯誤，C正確；Fe2O3為堿性氧化物，但不與水反應(yīng)，B錯誤；Fe3O4為化合物，不是混合物，D錯誤。鐵的氫氧化物1．物理性質(zhì)物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)__________固體____________固體溶解性_______溶于水白色紅褐色難2．制備實驗物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3操作

物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3現(xiàn)象產(chǎn)生_______絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)開____________________離子方程式Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓；_________________________________________Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓實驗結(jié)論Fe(OH)3與Fe(OH)2分別可用相應(yīng)的可溶性鹽與可溶性堿反應(yīng)制得白色紅褐色生成紅褐色沉淀4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

3．化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易被O2氧化，受熱易分解，但產(chǎn)物復(fù)雜不穩(wěn)定，受熱易分解，化學(xué)方程式為_________________________與鹽酸反應(yīng)的離子方程式________________________________

______________________________

Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O

Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O

在向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的實驗中，往往將吸有NaOH溶液的滴管下端伸入FeSO4溶液中，再擠出NaOH溶液，這樣操作的目的是什么？【答案】減少NaOH溶液與空氣的接觸，使所制得的Fe(OH)2能較長時間保持白色。微思考在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述中不正確的是

(

)A．生成物為氫氧化鐵

B．該反應(yīng)是化合反應(yīng)C．該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)

D．氫氧化亞鐵作氧化劑【答案】D【解析】氫氧化亞鐵易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，該反應(yīng)既是化合反應(yīng)，又是氧化還原反應(yīng)，氫氧化亞鐵是還原劑，氧氣是氧化劑。課堂·重難探究1．制備Fe(OH)2的防氧化措施(1)Fe2+必須是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2，其方法是加熱煮沸NaOH溶液。(3)長膠頭滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯進行液封。(5)在容器內(nèi)充滿H2等氣體，保證無O2環(huán)境。[重難突破]重難點Fe(OH)3和Fe(OH)2的實驗室制備方法2．實驗裝置的改進在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備Fe(OH)2沉淀。(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，打開止水夾，塞緊塞子，后續(xù)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，理由是___________________。[典例精練]【答案】(1)稀硫酸、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗試管Ⅱ出口處排出氫氣的純度，當(dāng)排出的H2純凈時，再夾緊止水夾(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和Ⅱ，且外界空氣不容易進入【解析】該制備方法的原理是利用稀硫酸和鐵屑反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，先趕盡裝置中的空氣。確定空氣趕盡后，再夾緊止水夾，通過H2產(chǎn)生的壓強將試管Ⅰ中產(chǎn)生的FeSO4溶液壓入試管Ⅱ的NaOH溶液中，從而使產(chǎn)生的白色Fe(OH)2沉淀在H2的還原性氣氛中得以較長時間保持。下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是

(

)A．①② B．①③C．②③ D．①②③【答案】B

【解析】因為Fe(OH)2在空氣中易被氧化成Fe(OH)3，故要長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排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中液面上加苯阻止了空氣進入；②由于能接觸到空氣中的O2，故不能較長時間觀察到白色沉淀。有關(guān)鐵的化合物的說法中，錯誤的是 (

)A．Fe(OH)2是一種黑色固體，不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色B．由圖示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反應(yīng)制得D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)【答案】A【解析】Fe(OH)2是一種白色固體，A錯誤；在用NaOH溶液和FeSO4溶液制取Fe(OH)2沉淀的實驗中，為隔絕氧氣，可將滴管的末端插入溶液中，再擠出滴管中的NaOH溶液，并在FeSO4溶液表面用一層煤油進行液封，若對這些知識理解不足就會認(rèn)為B錯誤而錯選；鐵在氧氣中燃燒可生成Fe3O4，F(xiàn)e(OH)3可通過化合反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取，C正確；Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)，易因認(rèn)為“透明”和“呈紅褐色”相矛盾而錯選D。[課堂小結(jié)]小練·素養(yǎng)達(dá)成1．鐵在一定條件下分別與O2、水蒸氣反應(yīng)的共同產(chǎn)物是 (

)A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe(OH)2【答案】C【解析】鐵在氧氣中點燃生成Fe3O4，與H2O(g)在高溫下反應(yīng)也生成Fe3O4。2．下列有關(guān)說法不正確的是

(

)A．Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價為＋2價和＋3價B．FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均與鹽酸反應(yīng)C．Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強的氧化性D．Fe(OH)3比Fe(OH)2穩(wěn)定【答案】C【解析】Fe(OH)2具有較強的還原性易被氧化。3．下列物質(zhì)的顏色和性質(zhì)或用途對應(yīng)正確的是 (

)編號物質(zhì)顏色性質(zhì)或用途①Fe2O3紅棕色紅色油漆、涂料②Fe(OH)2紅棕色易被氧化成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色③Fe(OH)3紅褐色受熱易分解生成紅棕色粉末④Fe2+黃色具有較強氧化性⑤Fe3+淺綠色具有較強的還原性A．①④⑤ B．②③C．①②③④⑤ D．①③【答案】D【解析】Fe(OH)2為白色；Fe2+為淺綠色，具有較強的還原性；Fe3+為黃色，具有較強的氧化性。4．在含有1molFeSO4的溶液中投入一小塊金屬鈉，反應(yīng)完全后，濾出