3.1.1鐵的單質、氧化物和氫氧化物 課件高一上學期化學人教版(2019)必修第一冊_第1頁
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文檔簡介

第1課時鐵的單質、氧化物和氫氧化物【課程目標】1.結合生活中鐵制品的應用,了解單質鐵、鐵的氧化物的性質及用途。2.通過探究實驗,認識鐵單質與水蒸氣的反應。3.通過實驗掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學性質。內容索引01.夯基提能02.素養(yǎng)落實03.課時作業(yè)(十八)知識點一鐵的單質知識點二鐵的氧化物和氫氧化物題型

制備Fe(OH)2實驗裝置的改進01.夯基提能知識點一鐵的單質【知識銜接】

(1)自然界中鐵的存在形態(tài)在地殼中的含量僅次于O、Si和Al

1.物理性質鐵片呈銀白色,鐵粉呈黑色,有延展性、導熱性、導電性,但其導電性不如銅和鋁,鐵還能被________吸引。磁體【師說·助學1】為什么鐵粉是黑色的?提示:入射光線進到金屬小顆粒中,就像進了“迷魂陣”,從一個小顆粒反射到另一個小顆粒,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。2.化學性質(1)與酸的反應:Fe+2H+===________________。(2)與硫酸銅溶液的反應:______________________________。Fe2++H2↑Fe+Cu2+===Fe2++Cu

Fe3O4(4)鐵粉與水蒸氣的反應上述實驗裝置中,濕棉花的作用是___________________________。用燃著的火柴去點肥皂泡,觀察到的現(xiàn)象是肥皂泡燃燒,聽到爆鳴聲,證明生成了________,則該反應的化學方程式為

H2

受熱時提供反應所需的水蒸氣【師說·助學2】用下列實驗裝置也可以探究鐵粉與水蒸氣的反應。反應開始時,應先點燃________處的酒精燈,其目的是____________________________,若點燃順序反了,可能有兩個后果:①_______________________________________________________;②_______________________________________________________。b

用水蒸氣排出裝置內的空氣Fe與空氣中的O2反應,無法與水蒸氣反應Fe與水蒸氣反應生成H2,在高溫下與空氣中的O2反應可能發(fā)生爆炸【歸納總結】鐵在氧氣中燃燒或與水蒸氣反應生成既有+2價又有+3價鐵元素的氧化物Fe3O4。【即學即練】1.正誤判斷,錯誤的說明原因。(1)由于鐵單質化學性質比較活潑,所以自然界中沒有游離態(tài)的鐵單質:________________________________________________________。(2)鐵與AgNO3、ZnCl2等鹽溶液均能發(fā)生反應生成Fe2+:________________________________________________________。錯誤。隕鐵中含有游離態(tài)的鐵單質。錯誤。鐵與ZnCl2溶液不能發(fā)生反應。(3)分離鐵粉與銅粉的混合物時,只能用化學方法:________________________________________________________。(4)由于鈉與水反應生成NaOH和H2,所以鐵與水蒸氣反應生成Fe(OH)3和H2:________________________________________________________。錯誤。用磁鐵也可以分離鐵粉與銅粉的混合物。錯誤。鐵與水蒸氣在高溫下反應只能生成Fe3O4和H2。2.[教材改編題]某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗,并檢驗產物的性質,請回答下列問題。(1)A裝置的作用是____________________________________。(2)D裝置的作用是____________________________________。產生水蒸氣

除去未反應的水蒸氣,干燥H2解析:D裝置的作用是除去未反應的水蒸氣,干燥H2。(3)A、B兩個裝置中應先點燃________處的酒精(噴)燈,點燃E處酒精燈之前應進行的操作是________________________________。A

收集H2,并檢驗其純度解析:應先點燃A處酒精燈,若先點燃B處酒精噴燈,B裝置中的Fe會與空氣中的O2反應;點燃E處酒精燈之前要收集H2,并檢驗其純度。知識點二鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵的氧化物

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______色粉末____色晶體(有磁性)溶解性不溶于水類別________氧化物________氧化物________氧化物鐵紅磁性氧化鐵紅棕黑金屬金屬金屬鐵的價態(tài)________________________與酸反應的離子方程式__________________________—穩(wěn)定性6FeO+O22Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定用途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+3+2、+3FeO+2H+===Fe2++H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2O2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備【教材實驗3-1】

Fe(OH)2Fe(OH)3實驗操作實驗現(xiàn)象產生白色絮狀沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色此現(xiàn)象說明白色絮狀沉淀為Fe(OH)2生成紅褐色沉淀離子方程式________________________________________實驗結論均可由對應的可溶性鹽與堿溶液反應制得;在空氣中Fe(OH)2極易被氧化為Fe(OH)3制備Fe(OH)2前盡可能使用不含氧氣的溶液Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓【師說·助學】

如圖是制備Fe(OH)2的裝置。將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液液面以下,其目的是什么?提示:防止滴加NaOH溶液時帶入空氣氧化Fe(OH)2。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比較

Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)________色固體________色固體溶解性不溶于水不溶于水與H+反應的離子方程式____________________________________穩(wěn)定性Fe(OH)2FeO+H2O(隔絕空氣)__________________白紅褐Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O

【即學即練】1.正誤判斷,錯誤的說明原因。(1)Fe3O4中鐵的化合價有+2價和+3價,是一種混合物:_________________________________________________________。(2)Fe(OH)3不能利用化合反應生成:_________________________________________________________。(3)因為Fe(OH)2易被氧化,所以在制備時要隔絕空氣:_________________________________________________________。錯誤。Fe3O4中鐵的化合價有+2價和+3價,是一種純凈物。錯誤。Fe(OH)3可以利用化合反應生成,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。正確。

答案:A3.[2024·廣東惠州高一期末]將鐵屑溶于過量的稀鹽酸后加入過量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,過濾,在空氣中加熱至沉淀質量不再發(fā)生變化為止,得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是(

)A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;Fe2O3C.Fe(OH)2;Fe(OH)3、Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)3答案:B解析:鐵屑溶于過量的稀鹽酸后生成氯化亞鐵,加入過量的NaOH溶液,生成Fe(OH)2白色沉淀,F(xiàn)e(OH)2在空氣中易被氧化為Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3受熱分解生成水和紅棕色的Fe2O3,故B正確。02.素養(yǎng)落實題型

制備Fe(OH)2實驗裝置的改進

例如圖是制備Fe(OH)2的改進裝置,思考并回答下列問題。(1)配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸餾水要經過____________,目的是_______________。(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯(一種有機溶劑,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__________________________________。加熱煮沸除去溶解的氧氣隔絕空氣,防止生成的氫氧化亞鐵被氧化防止滴加NaOH溶液時帶入空氣氧化Fe(OH)2【歸納總結】制備Fe(OH)2實驗裝置的改進狀元隨筆制備Fe(OH)2防氧化的兩個角度(1)反應試劑:配制溶液所用的蒸餾水必須經煮沸、冷卻后使用。(2)反應環(huán)境:用有機溶劑覆蓋法隔絕空氣,如圖甲;還原性氣體保護法,如圖乙、丙。【變式演練】在如圖所示的裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制得的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色。(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是________________。在試管Ⅱ里加入的試劑是________________。(2)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___________________________________________________________________。(3)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色,其理由是_________________________________________________________。稀硫酸、鐵屑NaOH溶液

打開止水夾a,檢驗試管Ⅱ出口處排出H2的純度,當排出的H2純凈時,再關閉止水夾a試管Ⅰ中反應生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ,且外界空氣不容易進入03.課時作業(yè)(十八)題組一鐵的單質1.(3分)[2024·東莞高一期末]我國宋代《開寶本草》中記載了中藥材鐵華粉的制作方法:“取鋼煅作葉,如笏或團,平面磨錯令光、凈,以鹽水灑之,于醋甕中陰處埋之一百日,鐵上衣生,鐵華成矣?!毕铝姓f法錯誤的是(

)A.“取鋼煅作葉,如笏或團”說明金屬鐵有較好的延展性B.“平面磨錯令光、凈”的目的是除去表面的鐵銹C.“鐵上衣生”的原因是鐵被氧氣氧化D.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵答案:C解析:把鋼煅作或長或圓的葉子形狀,說明金屬鐵有良好延展性,故A正確;金屬鐵在醋甕中密封保存,隔絕空氣,鐵與醋酸反應生成醋酸亞鐵,而不能與氧氣反應,故C錯誤;中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵,故開始要除去鐵銹,防止三價鐵影響產物純度,故B、D正確。2.(3分)[2024·福州高一期末]常溫下,將鐵片放入下列溶液中,不發(fā)生反應的是(

)A.稀硫酸

B.氯水C.氫氧化鈉溶液D.硫酸銅溶液答案:C解析:鐵與稀硫酸發(fā)生反應Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,A不符合題意;氯水呈酸性、強氧化性,可以和鐵反應,B不符合題意;鐵與氫氧化鈉溶液不發(fā)生反應,C符合題意;鐵與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,D不符合題意。3.(3分)[教材改編題]下列變化通過一步反應不能直接完成的是(

)A.Fe―→Fe3O4

B.Na―→Na2CO3C.Na2O2―→NaOHD.Na―→Na2O2答案:B

4.(3分)鐵粉在高溫條件下可與水蒸氣反應,若反應后得到的干燥固體質量比反應前鐵粉的質量增加了32g,則參加反應的鐵粉的物質的量是(

)A.0.5molB.1molC.1.5molD.2mol答案:C

題組二鐵的氧化物5.(3分)[2024·福建閩清高一期末]北宋沈括的《夢溪筆談》中對指南針有詳細記載:“方家以磁石磨針鋒,則能指南。”磁石的主要成分是(

)A.FeO

B.Fe2O3C.Fe3O4D.CuFeS2答案:C解析:Fe3O4叫做磁性氧化鐵,具有磁性,磁石的主要成分是Fe3O4。6.(3分)[2024·東莞高一期中]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,B錯誤;Fe3O4為化合物,不是混合物,D錯誤。題組三鐵的氫氧化物7.(3分)[2024·河北定州高一期中]在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉化為紅褐色沉淀。下列關于該反應的敘述不正確的是(

)A.生成物為氫氧化鐵

B.該反應是化合反應C.該反應是氧化還原反應

D.氫氧化亞鐵作氧化劑答案:D解析:氫氧化亞鐵易與氧氣、水反應生成氫氧化鐵,該反應既是化合反應,又是氧化還原反應,氫氧化亞鐵是還原劑,氧氣是氧化劑。8.(3分)[2024·山東海陽高一期中]下列實驗操作能夠制取Fe(OH)2并能較長時間觀察到白色沉淀的是(

)答案:D解析:CCl4密度大,應在下層,不能長時間觀察到白色沉淀,B錯誤;油密度小,在上層,可防止氧氣氧化Fe(OH)2,能較長時間觀察到白色沉淀,D正確?!揪C合練|選考通關】9.(3分)[2024·山東萊陽高一期末]某學生以鐵絲和Cl2為原料進行下列三個實驗。從分類角度分析,下列說法正確的是(

)A.實驗①②所涉及的物質均為電解質B.實驗①③發(fā)生的均為離子反應C.實驗②③均未發(fā)生氧化還原反應D.實驗①③反應制得的物質均為純凈物答案:C解析:實驗①中鐵與氯氣都是單質,不是電解質,故A錯誤;實驗①中鐵與氯氣反應生成氯化鐵,不是離子間發(fā)生的反應,不屬于離子反應,故B錯誤;實驗②中氯化鐵溶于水為物理變化,實驗③中氯化鐵水解生成氫氧化鐵膠體,沒有化合價變化,不屬于氧化還原反應,故C正確;實驗③得到氫氧化鐵膠體,屬于混合物,故D錯誤。10.(3分)[2024·湖北松滋高一檢測]鐵有+2價和+3價兩種價態(tài),下列有關反應中不涉及鐵元素價態(tài)變化的是(

)A.鐵與稀硫酸反應B.鐵在氧氣中燃燒,其產物溶于鹽酸中可得到兩種鹽C.氫氧化亞鐵是白色固體,在空氣中迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色D.氫氧化鐵受熱分解答案:D解析:Fe與稀硫酸反應生成FeSO4和H2,鐵元素的化合價由0價升至+2價,涉及鐵元素價態(tài)變化,A不符合題意;Fe在氧氣中燃燒生成Fe3O4,鐵元素的化合價發(fā)生變化,B不符合題意;白色氫氧化亞鐵固體在空氣中迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色,發(fā)生反應4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,鐵元素的化合價由+2價升至+3價,C不符合題意;氫氧化鐵受熱分解生成Fe2O3和水,反應前后鐵元素的化合價均為+3價,不涉及鐵元素價態(tài)變化,D符合題意。11.(3分)將磁性氧化鐵放入稀硝酸中可發(fā)生如下反應:3Fe3O4+28HNO3===9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判斷正確的是(

)A.Fe(NO3)x中的x為2B.反應中每生成0.2mol還原產物,就有0.6mol電子轉移C.HNO3在反應中全部被還原D.磁性氧化鐵中的鐵元素全部被氧化答案:B解析:由N原子守恒可知,28=9x+1,解得x=3,故A項錯誤;N元素的化合價由+5價降低為+2價,則反應中每生成0.2mol還原產物,就有0.2mol×(5-2)=0.6mol電子轉移,故B項正確;稀硝酸在反應中生成硝酸鹽和NO,則HNO3在反應中部分被還原,故C項錯誤;磁性氧化鐵中的Fe元素有+2價和+3價,則鐵元素部分被氧化,故D項錯誤。

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中應預先加入的試劑是________,A中反應的離子方程式是________________________。(2)實驗開始時先將止水夾E________(填“打開”或“關閉”),C中收集到氣體的主要成分是________。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程:________________________________________。(4)拔去裝置B中的橡皮塞,使空氣進入,寫出有關反應的化學方程式:__________________________________鐵屑Fe+2H+===Fe2++H2↑打開H2關閉止水夾E,使FeSO4溶液壓入B瓶中進行反應4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

13.(8分)[2024·安徽長豐高一期中]A~J都是初中化學中的常見物質,其中D、E對維持自然界生命活動至關重要,A、B為黑色固體,C是紅色金屬單質,H為氣體。它們的相互轉化關系如下圖所示。請回答下列問題。(1)寫出下列物質的化學式:B____________,I____________。(2)反應①②③④中屬于置換反應的是____________(填序號)。(3)寫出反應④的化學方程式________________________________。CuOFeSO4①

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