鐵單質(zhì) 教案 高中化學(xué)新人教版必修第一冊（2022-2023學(xué)年）

3.1.1鐵單質(zhì)

一、教材內(nèi)容分析

本節(jié)課是高一化學(xué)必修一第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物第一課時(shí)鐵單質(zhì)

二、教學(xué)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)：

I.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(shí)驗(yàn)探究了解鐵與水蒸氣的反應(yīng)。

核心素養(yǎng)：

1.變化觀念：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(shí)，鐵與氧化性較弱的氧化劑反

應(yīng)，鐵原子生成+2價(jià)鐵的化合物；鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑反應(yīng)時(shí)，鐵原子生成+3價(jià)鐵的化合物。

2.科學(xué)探究：通過對鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理的探究，分析可能的生成物。

三、學(xué)習(xí)者特征分析

本節(jié)課是在已經(jīng)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量及其元素及其化合物鈉氯相關(guān)內(nèi)容之后。

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

金屬鐵、鈉與非金屬反應(yīng)的比較

五、教學(xué)方法

多媒體、小組匯報(bào)

六、教學(xué)過程

教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間

課前檢查預(yù)習(xí)案抽測意圖

引言鐵在自然界中可以單質(zhì)存在，但主要以+2和+3激發(fā)學(xué)生3-5分

價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中，鐵有哪些物理興趣

化學(xué)性質(zhì)呢？

授新與鈉對比引出鐵單質(zhì)的學(xué)習(xí)，復(fù)習(xí)鈉的化學(xué)對比15分

性質(zhì)思考探究

多媒體課件20分

授課知識(shí)點(diǎn)梳理

重難點(diǎn)突破

金屬鐵、鈉與非金屬反應(yīng)的比較

與CL反與s反

與02反應(yīng)

應(yīng)應(yīng)

常溫下：

Na

4Na+O22Na+

2Na+

^=2Na?O

Cl2

加熱時(shí)：△金

2Na+ONa2S

22NaCl

△

-------N@2。2

常溫下：Fe

在潮濕的

空氣中生

2Fe+

銹，主要成Fe+S

3C12

Fe分為△

△

FeoOsnHoOFeS

2FeCl

Fe在純氧中3

點(diǎn)燃

生成Fe3O4

◎特別提醒鐵與硫、氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物中鐵

的價(jià)態(tài)不相同，證明氯氣的氧化性強(qiáng)于硫。

七、教學(xué)反思

八、板書設(shè)計(jì)

1、金屬通性

2、鐵的存在和冶煉

3、鐵的化學(xué)性質(zhì)（能寫離子方程式的寫離子方程式）

Fe與。2反應(yīng)「3Fe+2O2型=Fe3O4

［與非金屬反應(yīng)｝Fe與Ch反應(yīng)》2Fe+3cl2^:2FeCh

Fe與S、k反應(yīng).Fe+SaFeS、

Fe+l2=Fe12

【與酸|反應(yīng)）Fe與稀硫酸反應(yīng).Fe+2H+=F/*+H2t

【與鹽’溶液反應(yīng)）"與CuS。，溶液反應(yīng)》Fe+G?+=Fe2++Cu

【預(yù)習(xí)案】

1.金屬通性

狀態(tài)顏色延展性導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

絕大多不透明、有金屬光大多數(shù)

良好

數(shù)為固態(tài)澤，大多是銀白色較好

2.鐵的存在和冶煉

⑴鐵的存在

鐵在自然界中可以像隕鐵中的鐵那樣以單質(zhì)形態(tài)存在，但主要是以—價(jià)和—價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦

石中。鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位。

（2）鐵的冶煉

我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺(tái)出土的春秋初年秦國的銅柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌

握了冶鐵技術(shù)。戰(zhàn)國中期以后，鐵制工具在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。工業(yè)煉鐵的原理是用還原的方

法把鐵從鐵礦石中提煉出來。工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理為

3.鐵的化學(xué)性質(zhì)（能寫離子方程式的寫離子方程式）

Fe與。2反應(yīng),

〔與非金屬反應(yīng)｝Fe與Ch反應(yīng)，

Fe與S、:反應(yīng)一

,■

【與酸反應(yīng))Fe與稀硫酸反應(yīng)，

［與鹽、液反應(yīng))Fe與CM溶液反應(yīng).

4.鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

(1)鐵與冷水或熱水不反應(yīng)，但在空氣中氧氣、二氧化碳、水蒸氣的作用下，易腐蝕。

(2)鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

用小試管C收集一試管氣

用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，聽到爆

氣體檢驗(yàn)體，點(diǎn)燃，聽到輕微的“噗

鳴聲，證明生成了______

聲，證明生成了旦2

鐵在高溫條件下能與水蒸氣反應(yīng)，化學(xué)方程式為____________

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

【情境導(dǎo)學(xué)】

鐵在自然界中可以單質(zhì)存在，但主要以+2和+3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中,鐵有哪些物理化學(xué)性質(zhì)呢?

【思考探究】

教材65頁，思考與討論

【結(jié)論】

【體系構(gòu)建】

課堂小結(jié)

r［與足量的CL等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)被氧化為+3價(jià)

與全屬反應(yīng)《

［與足量的s、L等弱氧化劑反應(yīng)被氧化為+2價(jià)

鐵，與非氧化性酸反應(yīng)（如稀硫酸、鹽酸）被氧化為+2價(jià)

與鹽溶液反應(yīng)，$DFe+Cu2+^=Fe2++Cu

<在高溫下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe+4H2O（g）.溫Fe3C）4+4H2

窗課堂練c

1.在給定條件下，下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是（）

A-C12、"一口―鹽酸

A-Fe加募FeCbB-Fe常溫）FeCb

c口H2。（g、）口cn口s「0

CFe高溫*Fe3°4D-Fe加熱,FeS

2.（2019.教材改編題）下列物質(zhì)中，在一定條件下與鐵反應(yīng)，且鐵元素的化合價(jià)能變?yōu)?3價(jià)的是（）

A.稀硫酸B.氯氣

C.硫酸銅溶液D.稀鹽酸

3.下列反應(yīng)中，能置換出鐵的是（）

A.Cu和FeSC>4（溶液）B.Na和FeSCU（溶液）

C.C和Fe2C>3（高溫）D.Ag和FeSC）4（溶液）

4.（2019?教材改編題）下列變化通過一步反應(yīng)不能直接完成的是（）

A.Fe----->FesO4B.Na---->Na2CO3

C.NazOz----->NaOHD.Na---->NazC）2

5.有A、B、C三種常見的金屬單質(zhì)，A在空氣中燃燒生成淡黃色固體；B也能在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出

耀眼的白光；C在一定條件下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和一種黑色固體。根據(jù)以上信息回答下列問題：

（1）寫出化學(xué)式：A；B；Co

（2）寫出化學(xué)方程式：

①A在空氣中燃燒_________________________________________________________

②C與水蒸氣反應(yīng)__________________________________________________________

③A與水反應(yīng)_____________________________________________________________

參考答案

1【解析】選B。Fe與非氧化性酸反應(yīng)被氧化為+2價(jià)，B錯(cuò)。

2【解析】選B。Fe與強(qiáng)氧化劑CL反應(yīng)被氧化為+3價(jià)。

3【解析】選C。A項(xiàng)不發(fā)生反應(yīng)；B項(xiàng)鈉先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸亞鐵反應(yīng)產(chǎn)

生氫氧化亞鐵沉淀；C項(xiàng)反應(yīng)為3c+2Fe2C）3里遢3co2+4Fe；D項(xiàng)不發(fā)生反應(yīng)。

4【解析】選B。A項(xiàng)反應(yīng)為3Fe+4H20（g）里建Fe3O4+4H2；B項(xiàng)Na性質(zhì)活潑，但不能通過一步反應(yīng)直

接轉(zhuǎn)'化為Na2co3;C項(xiàng)反應(yīng)為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T；D項(xiàng)反應(yīng)為2Na+Ch^=Na2O2。

5【解析】淡黃色固體是過氧化鈉，故A是鈉；B能在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，故B是鎂；C

在一定條件下與水蒸氣反應(yīng)生成比和一種黑色固體，故C是鐵。

【答案】（l）NaMgFe

⑵①2Na+

②3Fe+4H2O（g）^^Fe3O4+4H2

③2Na+2H2O=2NaOH+H2

威素養(yǎng)提升

1.關(guān)于鐵絲在氧氣中燃燒、鐵絲生銹的說法正確的是（）

A.鐵絲燃燒產(chǎn)生白煙

B.鐵絲生銹是緩慢氧化

C.鐵絲燃燒的產(chǎn)物是FezCh

D.鐵銹的主要成分是Fe3C>4

2.能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式的是（）

A.鈉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2

B.鐵與C11SO4溶液反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe3+

++

C.鈉與鹽酸反應(yīng)：Na+2H=Na+H2

D.鐵與稀硫酸反應(yīng)：2Fe+6H+=2Fe3++3H2

3.類比是研究物質(zhì)性質(zhì)的常用方法之一，可預(yù)測許多物質(zhì)的性質(zhì)。下列類比推測的說法中正確的是（）

A.已知Fe與。2能直接化合生成Fe3（D4,推測Cu與。2可直接化合生成CU3O4

B.已知Na與H20反應(yīng)生成NaOH和H2,推測Fe與H20反應(yīng)生成Fe（OH）2和H2

C.已知Fe能與CUSO4溶液反應(yīng)，推測Fe與AgNCh溶液也能反應(yīng)

D.已知Na在常溫下能與H?0反應(yīng)，推測Fe在常溫下也能與H2O反應(yīng)

4.鐵粉在高溫條件下可與水蒸氣反應(yīng)，若反應(yīng)后得到的干燥固體質(zhì)量比反應(yīng)前鐵粉的質(zhì)量增加了32g,

則參加反應(yīng)的鐵粉的物質(zhì)的量是（）

A.0.5molB.1mol

C.1.5molD.2mol

5.下列說法不正確的是（）

A.鐵與純氧氣和水蒸氣反應(yīng)都能生成四氧化三鐵

B.鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)

C.鐵在鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣

D.鐵與鹽酸或水蒸氣反應(yīng)，都做還原劑

6.已知鈉、鐵都能與水反應(yīng)，下列敘述不正確的是()

A.它們反應(yīng)的難易程度不同

B.它們反應(yīng)的產(chǎn)物不完全相同

C.都需在高溫條件下進(jìn)行

D.反應(yīng)類型都是置換反應(yīng)

7.下列離子方程式不正確的是（）

A.Na與H2O反應(yīng)：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2

B.Al與稀鹽酸反應(yīng)：2A1+6H+=2AF++3H2

C.Fe與稀鹽酸反應(yīng)：2Fe+6H+=2Fe3++3H2

D.Al與CuCb溶液反應(yīng)：2A1+3CU2+=2AF++3CU

8.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將5.6g鐵和4.6g鈉分別與100mL1moLL-i的鹽酸反應(yīng)，則放出H2的體積()

A.鐵的大B.鈉的大

C.鐵和鈉放出的一樣大D.無法比較

9.如下圖所示，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱并通入水蒸氣，可完成高溫下Fe

(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(2)干燥管C中盛放的藥品是—，作用是

(3)在D處畫出用簡單方法(用試管)收集氫氣的裝置圖(所需其他儀器自選)。

(4)圓底燒瓶中盛裝的是水，該裝置的主要作用是圓底燒瓶底部放入幾片碎瓷片，碎瓷

片的作用是__________________________________

(5)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃,理由是

10.現(xiàn)有2moi的鹽酸和硫酸各100mL,分別加入等質(zhì)量的鐵粉，反應(yīng)完全后，所產(chǎn)生的氣體質(zhì)量之

比為2：3。試求加入的鐵粉的質(zhì)量。

11.在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反

應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會(huì)燃燒，所以俗稱

“引火鐵請分別用如圖所示的兩套裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和

稀鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。回答

下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是,燒瓶B的作用是,燒瓶C的作用是

，在試管D中收集得到的是。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，U形管中應(yīng)加入的試劑是,長頸漏斗H中應(yīng)加入0

(3)兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是(填該儀器對應(yīng)的字母)o

(4)試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是o

(5)為了安全，在E管中反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須；E管中反應(yīng)開始后，在F出

口處應(yīng)________O

參考答案

1【解析】選B。鐵絲燃燒看不到白煙，會(huì)看到火星四射，A錯(cuò)誤；鐵絲生銹是緩慢氧化，是鐵和空氣中

的氧氣緩慢的發(fā)生反應(yīng)，B正確；鐵絲燃燒的產(chǎn)物是Fe3CU，C錯(cuò)誤；鐵銹的主要成分是Fe2O3,D錯(cuò)誤。

2【解析】選A。B中Fe與Cu2+反應(yīng)時(shí)，O?+氧化性較弱，只能把Fe氧化為Fe?+,正確的離子方程式應(yīng)

為Fe+Cu2+=Fe2++CuoC中電荷不守恒。D中鐵與稀硫酸反應(yīng)生成Fe?+而不是Fe3+o

3【解析】選C。Fe與。2在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成Fe3C)4,Cu與O2反應(yīng)生成CuO,故A錯(cuò)誤；Fe與水蒸

氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2,故B錯(cuò)誤；Fe是活潑金屬，能把金屬活動(dòng)性順序中位于其后的金屬離子從其鹽

溶液中置換出來，故C正確；Na在常溫下能與HzO反應(yīng)，但是Fe與水在常溫下不反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

4【解析】選C。

3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H?Am(固體)

3mol64g

n(Fe)32g

解得n(Fe)=1.5mol?

5【解析】選C。鐵能在純氧氣中燃燒，也能在高溫下與水蒸氣反應(yīng)，二者共同產(chǎn)物為四氧化三鐵；鐵與

鹽酸和水蒸氣發(fā)生的反應(yīng)都是置換反應(yīng)，在反應(yīng)中鐵的化合價(jià)升高，鐵做還原劑；鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化

亞鐵，而不是氯化鐵。

6【解析】選C。鈉、鐵都能與水發(fā)生置換反應(yīng)，但二者反應(yīng)難易程度不同，其產(chǎn)物不完全相同。鈉在常

溫下與冷水劇烈反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣；鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣。

7【解析】選C。Fe與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2。

_56g

8【解析】選B。n(HCl)=lmol-L-1x0.1L=0.1mol,n(Fe)=,-^,-1=0.1mol,Fe與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)

5g6g-mol1

方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2T，反應(yīng)中Fe過量，以HC1計(jì)算產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為0.05mol；n(Na)=

”.i=Q2mol,Na與HC1反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2HCl=2NaCl+H23反應(yīng)中Na過量，過量

23g-mol11

的Na繼續(xù)與水發(fā)生反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2f,Na無論是與HC1反應(yīng)還是與H2O反應(yīng)，都存在關(guān)

系：2Na?4，生成H2的物質(zhì)的量為0.1mol；所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下Na反應(yīng)放出H2的體積大。

9【解析】(1)書寫化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)注意H2O的狀態(tài)與產(chǎn)物的成分。(2)應(yīng)選固體干燥劑。(3)應(yīng)采用向下排

空氣法收集，注意導(dǎo)管伸入的位置。(4)通過加熱圓底燒瓶中的水獲得水蒸氣。(5)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱圓底燒

瓶，產(chǎn)生的水蒸氣排凈裝置中的空氣后，再加熱硬質(zhì)玻璃管，防止鐵粉被空氣中的氧氣氧化。

【答案】⑴3Fe+4H20(g)且通Fe3O4+4H2

(2)堿石灰(或無水CaCb等)除去H2中的水蒸氣

(3)如圖所示(注意用向下排空氣法，導(dǎo)管伸入試管底部)

(4)為反應(yīng)提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止液體暴沸

(5)酒精燈先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生的水蒸氣排凈裝置中的空氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈，防止Fe與02反應(yīng)

10【答案】根據(jù)化學(xué)方程式Fe+2HCl=FeCL+H2T和Fe+H2so4=FeSCU+H2f可知，

若鹽酸、硫酸過量，等量的鐵全部反應(yīng)，則產(chǎn)生H2的質(zhì)量比應(yīng)為1：1；

-1

若鐵都過量，則兩酸都全部反應(yīng)，根據(jù)題給數(shù)據(jù)，n(HCl)=n(H2SO4)=2mol-Lx0.1L=0.2mol,則鹽酸

產(chǎn)生H?0.1mol,硫酸產(chǎn)生H2