人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)第三章第一節(jié)第1課時(shí)鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物基礎(chǔ)課課件

第1課時(shí)鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物(基礎(chǔ)課)第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物素養(yǎng)目標(biāo)1．了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途。2．通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的條件，掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。初高銜接知識(shí)點(diǎn)一鐵的單質(zhì)1．鐵的存在和冶煉＋2、＋32Fe＋3CO22．鐵的物理性質(zhì)鐵有____性和____性。鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁。鐵能被____吸引，其熔、沸點(diǎn)較__。延展導(dǎo)熱磁體高3．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)①鐵與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________。②加熱條件下，鐵與弱氧化性的S單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。③鐵與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_________________________。④鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的離子方程式：_____________________。

Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu(2)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置操作現(xiàn)象用火柴點(diǎn)燃肥皂液，聽(tīng)到____聲，證明生成了___實(shí)驗(yàn)結(jié)論爆鳴H2[教材·思考與討論]利用如圖裝置也可以實(shí)現(xiàn)Fe與水蒸氣的反應(yīng)(1)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃________處的酒精燈，其目的是________________________，若點(diǎn)燃順序反了，可能的后果有__________________________________________________________________。提示：b用水蒸氣排出裝置內(nèi)的空氣①Fe與O2生成了Fe3O4，F(xiàn)e無(wú)法與水蒸氣反應(yīng)；②Fe與水蒸氣反應(yīng)生成H2，在高溫下與空氣中的O2反應(yīng)可能發(fā)生爆炸(2)此裝置如何檢驗(yàn)Fe與水蒸氣反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物？提示：用小試管收集一試管氣體，點(diǎn)燃，聽(tīng)到輕微噗聲，證明生成了H2。知識(shí)點(diǎn)二鐵的氧化物與氫氧化物1．鐵的氧化物物質(zhì)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(具有磁性)鐵紅磁性氧化鐵紅棕色物質(zhì)氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)溶解性__溶于水鐵的價(jià)態(tài)______＋2、＋3與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋===Fe2+＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O不＋2＋3物質(zhì)氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)穩(wěn)定性穩(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實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵和氫氧化亞鐵如圖所示：

有紅褐色沉淀生成白色絮狀沉淀灰綠紅褐Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓

特別提醒

制備Fe(OH)2的關(guān)鍵是隔絕空氣(O2)，可采取的措施有(1)Fe2+極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)為了防止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。(3)為了防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。(4)為防止Fe2+被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機(jī)物，以隔絕空氣。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性質(zhì)的比較化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3物質(zhì)類別二元弱堿三元弱堿顏色狀態(tài)__________________溶解性________________與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)______________________________________________________________________穩(wěn)定性白色固體紅褐色固體不溶于水不溶于水Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2OFe2O3＋3H2O日常生活中鐵制品生銹的現(xiàn)象很常見(jiàn)，依據(jù)所學(xué)知識(shí)分析鐵銹的主要成分是什么？怎樣除去衣物上的鐵銹？提示：鐵銹呈紅棕色，因此鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O。根據(jù)Fe2O3的性質(zhì)，我們可以選用酸性物質(zhì)除去衣物上的鐵銹，如食用醋、草酸或檸檬汁等。

√

2．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置制備Fe(OH)2。下列說(shuō)法正確的是(

)A．盛放稀硫酸的儀器是長(zhǎng)頸漏斗B．實(shí)驗(yàn)時(shí)打開(kāi)旋塞的順序依次為K2、K1、K3C．試劑X可選用植物油，其主要作用是隔絕空氣D．選用甲裝置中除水外的試劑，可用乙裝置代替甲裝置制備Fe(OH)2√C

[盛放稀硫酸的儀器是分液漏斗，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開(kāi)K1再打開(kāi)K2，用鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣排盡錐形瓶中空氣，B錯(cuò)誤；植物油與水不互溶、密度小于水，可起到隔絕空氣的作用，C正確；乙裝置左邊試管中長(zhǎng)、短導(dǎo)管安裝錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。]題后歸納

Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)室制備裝置及其改進(jìn)1．(雙選)下列有關(guān)鐵的說(shuō)法中正確的是(

)A．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2B．鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣C．Fe與Cl2反應(yīng)只能生成FeCl3D．銅粉中混有少量鐵粉，可加入足量鹽酸充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥隨堂評(píng)估·知能落實(shí)√243題號(hào)1√243題號(hào)1CD

[鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2，A錯(cuò)誤；鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，B錯(cuò)誤；Cl2具有強(qiáng)氧化性，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，C正確；銅粉中混有少量鐵粉，因?yàn)殍F粉與鹽酸反應(yīng)，而銅不與鹽酸反應(yīng)，因此加入足量鹽酸充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥，可以除去銅粉中少量的鐵，D正確。]2．關(guān)于鐵的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列說(shuō)法中正確的是(

)A．都是黑色固體 B．都不溶于水C．鐵元素化合價(jià)都相同 D．都能與水反應(yīng)23題號(hào)14√B

[氧化鐵(Fe2O3)為紅棕色，氧化亞鐵(FeO)和四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色，A不正確；鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不溶于水，B正確；氧化鐵中鐵為＋3價(jià)，氧化亞鐵中鐵為＋2價(jià)，四氧化三鐵中鐵為＋2價(jià)和＋3價(jià)，C不正確；鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不與水反應(yīng)，D不正確。]3．同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里用如圖裝置制取Fe(OH)2，下列說(shuō)法正確的是(

)A．FeSO4溶液的顏色為淺綠色B．膠頭滴管不應(yīng)該插入液面以下C．可將植物油換成酒精進(jìn)行實(shí)驗(yàn)D．生成的白色沉淀迅速變成灰綠色23題號(hào)41√23題號(hào)41A

[含F(xiàn)e2+的溶液的顏色為淺綠色，A正確；膠頭滴管應(yīng)該插入液面以下，隔絕氧氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，B錯(cuò)誤；酒精溶于水，不能起到隔絕空氣的作用，C錯(cuò)誤；因隔絕空氣，生成的氫氧化亞鐵不被氧化，可穩(wěn)定存在，顏色為白色，D錯(cuò)誤。]243題號(hào)14．某化學(xué)興趣小組擬用如圖裝置(2個(gè)三頸燒瓶及其他儀器)制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學(xué)藥品：鐵屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。243題號(hào)1(1)稀硫酸應(yīng)放在__________中(填儀器名稱)。(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制A、B、C三個(gè)開(kāi)關(guān)，可將裝置中的空氣排盡，具體操作為關(guān)閉開(kāi)關(guān)________，打開(kāi)開(kāi)關(guān)________，打開(kāi)分液漏斗活塞；待反應(yīng)一段時(shí)間排盡空氣后，再關(guān)閉開(kāi)關(guān)________，打開(kāi)開(kāi)關(guān)________，就可觀察到氫氧化亞鐵的生成。試分析實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)需排盡裝置中空氣的理由：_____________________________(用化學(xué)方程式作答)。分液漏斗AB、CB、CA4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3243題號(hào)1[解析]

(1)此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽錃溲趸瘉嗚F，先在裝置2中用鐵和稀硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵，稀硫酸是溶液，應(yīng)盛放在分液漏斗中。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可關(guān)閉開(kāi)關(guān)A，打開(kāi)開(kāi)關(guān)B、C，打開(kāi)分液漏斗活塞，待排盡空氣后，再關(guān)閉開(kāi)關(guān)B、C，打開(kāi)開(kāi)關(guān)A，將生成的硫酸亞鐵溶液壓入右側(cè)裝置中生成氫氧化亞鐵。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)需要排盡裝置中的空氣是為了防止發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。課時(shí)分層作業(yè)(十八)鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物題號(hào)135246879(選擇題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1．下列說(shuō)法不正確的是(

)A．鐵在一定條件下與純氧氣或水蒸氣反應(yīng)的共同產(chǎn)物可能是Fe3O4B．鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種C．鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在D．鐵在高溫下與水蒸氣發(fā)生的反應(yīng)是置換反應(yīng)√題號(hào)135246879C

[鐵與純氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，在高溫條件下鐵粉和水蒸氣可以反應(yīng)，生成產(chǎn)物為Fe3O4和H2，A正確；鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種，B正確；隕鐵是單質(zhì)鐵，在自然界中以游離態(tài)存在，C錯(cuò)誤；鐵在高溫下和水蒸氣可以反應(yīng)生成Fe3O4和H2，特征為單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應(yīng)，D正確。]題號(hào)135246879

√C

[Cl2是強(qiáng)氧化劑，可將Fe氧化成FeCl3，A正確；S是弱氧化劑，可將Fe氧化成FeS，B正確；Fe與HCl反應(yīng)生成FeCl2，而不是FeCl3，C錯(cuò)誤；Fe在O2中燃燒生成Fe3O4，D正確。]題號(hào)1352468793．茶葉等包裝中通常會(huì)加入還原性鐵粉，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A．還原性鐵粉直接殺菌，延長(zhǎng)茶葉儲(chǔ)存時(shí)間B．發(fā)生的反應(yīng)是2Fe3+＋Fe===3Fe2+C．用無(wú)水CaCl2代替，也能取得同樣效果D．還原性鐵粉與空氣反應(yīng)，增加茶葉保質(zhì)期√題號(hào)135246879D

[還原性鐵粉具有強(qiáng)還原性，起到抗氧化作用，不能起到殺菌消毒的作用，A錯(cuò)誤；還原性鐵粉具有強(qiáng)還原性，能與空氣中的氧氣反應(yīng)，防止茶葉被氧化，B錯(cuò)誤、D正確；無(wú)水氯化鈣不具有還原性，不能與空氣中的氧氣反應(yīng)，不可能延長(zhǎng)茶葉儲(chǔ)存時(shí)間，無(wú)法取得與還原鐵粉的同樣效果，C錯(cuò)誤。]題號(hào)135246879

√題號(hào)135246879B

[加熱濕棉花可以產(chǎn)生水蒸氣，故濕棉花的主要作用是提供水蒸氣，A正確；鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，B錯(cuò)誤；肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的氫氣，氫氣難溶于水，會(huì)形成泡泡，點(diǎn)燃會(huì)有爆鳴聲，C正確；肥皂液中剛有氣泡產(chǎn)生時(shí)，氫氣不純，不能點(diǎn)燃肥皂液，D正確。]題號(hào)1352468795．某同學(xué)對(duì)鐵的氧化物產(chǎn)生了濃厚興趣，查閱資料后制成以下卡片：下列說(shuō)法正確的是(

)A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體B．反應(yīng)②的溫度比反應(yīng)③的溫度高C．FeO的穩(wěn)定性強(qiáng)于Fe2O3D．四氧化三鐵中鐵元素的化合價(jià)較復(fù)雜，其組成可表示為FeO·Fe2O3√題號(hào)135246879D

[Fe2O3為紅棕色固體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)信息可知Fe在500℃時(shí)與氧氣反應(yīng)生成Fe3O4，繼續(xù)升高溫度生成Fe2O3，而在1400℃時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3O4，則反應(yīng)②的溫度比反應(yīng)③的溫度低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱能迅速被氧化為Fe3O4，其穩(wěn)定性弱于Fe2O3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3O4中Fe為＋2價(jià)和＋3價(jià)，化學(xué)式可寫為FeO·Fe2O3，D項(xiàng)正確。]題號(hào)1352468796．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)用如圖裝置，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，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”，請(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。題號(hào)135246879(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________，該反應(yīng)的氧化劑是________。(2)圓底燒瓶中盛裝的是水，該裝置受熱后的主要作用是________________________________________________________；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是_____________________。

H2O為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止水受熱產(chǎn)生暴沸題號(hào)135246879(3)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是先點(diǎn)燃________。(4)試管中收集的氣體是________，如果要在A處玻璃管處點(diǎn)燃該氣體，則必須對(duì)該氣體進(jìn)行________。(5)若該反應(yīng)中有16.8gFe參加反應(yīng)，則生成H2的質(zhì)量為_(kāi)_____g。酒精燈H2驗(yàn)純0.8題號(hào)135246879[解析]

由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，在酒精燈加熱作用下使圓底燒瓶中的水產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣在硬質(zhì)玻璃管中與鐵粉在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，盛有堿石灰或五氧化二磷的干燥管用于吸收水蒸氣，試管用于吸收干燥的氫氣。(2)由分析可知，圓底燒瓶受熱后的主要作用是為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)鐵與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣，水受熱時(shí)易發(fā)生暴沸，所以在燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是防止水受熱產(chǎn)生暴沸。題號(hào)135246879

題號(hào)135246879(選擇題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)7．已知A為常見(jiàn)的金屬單質(zhì)，根據(jù)如圖所示的關(guān)系，下列敘述中正確的是(

)A．A為Fe，B為Fe3O4B．C→D溶液的顏色變化：淺綠色→棕黃色C．④的離子方程式：Fe＋2Fe3+===3Fe2+D．⑤的離子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3√√題號(hào)135246879AB

[由“紅褐色固體”可知F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，“黑色晶體”B為Fe3O4，繼而推出C為FeCl2，D為FeCl3，E為Fe(OH)2。④的離子方程式為2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，⑤的離子方程式為Fe＋2Fe3+===3Fe2+。題號(hào)1352468798．在如圖所示裝置中，用NaOH溶液、鐵屑和稀硫酸制備Fe(OH)2。題號(hào)135246879(1)除去NaOH溶液中溶解的氧氣的方法是將溶液________。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)在裝置A中加入的試劑是______________(填名稱)，裝置B中加入一定量的________(填化學(xué)式)溶液。(3)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先將活塞E________(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”)，裝置C中收集到氣體的主要成分是____________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是____________________________________________________。煮沸鐵屑、稀硫酸NaOH打開(kāi)H2(或氫氣)裝置中充滿氫氣，空氣不能進(jìn)入裝置中題號(hào)135246879(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，裝置B中發(fā)生的現(xiàn)象為_(kāi)___________________________________________。發(fā)生轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式是_________________________________。4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色題號(hào)135246879[解析]

Fe(OH)2易被氧氣氧化，制備Fe(OH)2要隔絕空氣。裝置A中放入鐵粉和稀硫酸，裝置B中放入氫氧化鈉溶液，先打開(kāi)止水夾E，裝置A中生成的氫氣排出裝置B中的空氣，等裝置C中收集到純凈的氫氣時(shí)，關(guān)閉止水夾E，裝置A中生成的FeSO4溶液壓入裝置B中與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2。(1)溫度越高氣體溶解度越小，可以用加熱煮沸的方法除去NaOH溶液中溶解的氧氣。題號(hào)135246879(2)裝置A制備FeSO4，同時(shí)產(chǎn)生氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)在裝置A中加入的試劑是鐵屑和稀硫酸，裝置B中FeSO4和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，裝置B中加入一定量的NaOH溶液。(3)為使裝置A中生成的氫氣進(jìn)入裝置B，以排出裝置B內(nèi)的空氣，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先將活塞E打開(kāi)，裝置C中收集到氣體的主要成分是氫氣。(4)裝置中充滿氫氣，空氣不能進(jìn)入到裝置中，反應(yīng)生成的Fe(OH)2沉淀與空氣隔絕，所以Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色。題號(hào)135246879(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，裝置B中Fe(OH)2被氧氣氧化為紅褐色Fe(OH)3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，發(fā)生的現(xiàn)象為白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色。題號(hào)1352468799．硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨[化學(xué)式為FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知裝置C的作用是吸收一些酸性雜質(zhì)氣體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：題號(hào)135246879(1)鐵屑中常含有Fe2O3等雜質(zhì)，裝置B中涉及稀硫酸的離子反應(yīng)有__________________________、____________________________。(2)按上圖連接好裝置，經(jīng)檢驗(yàn)氣密性良好后加入相應(yīng)的藥品，打開(kāi)K1、K2，關(guān)閉K3，裝置B中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是_________________________________________。反應(yīng)一段時(shí)間后，打開(kāi)K3，關(guān)閉K1和K2。裝置B中的溶液會(huì)流入裝置A，其原因是_______________________________________________________________________________________