人教版高中化學必修第一冊第三章第一節(jié)第1課時鐵的單質、氧化物和氫氧化物基礎課課件

第1課時鐵的單質、氧化物和氫氧化物(基礎課)第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物素養(yǎng)目標1．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反應的條件，掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學性質。初高銜接知識點一鐵的單質1．鐵的存在和冶煉＋2、＋32Fe＋3CO22．鐵的物理性質鐵有____性和____性。鐵能導電，但其導電性不如銅和鋁。鐵能被____吸引，其熔、沸點較__。延展導熱磁體高3．鐵的化學性質(1)與某些非金屬單質、酸和鹽溶液反應①鐵與氯氣反應的化學方程式：_______________________。②加熱條件下，鐵與弱氧化性的S單質反應的化學方程式：______________。③鐵與稀鹽酸反應的離子方程式：_________________________。④鐵與硫酸銅溶液反應的離子方程式：_____________________。

Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu(2)實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應實驗裝置操作現(xiàn)象用火柴點燃肥皂液，聽到____聲，證明生成了___實驗結論爆鳴H2[教材·思考與討論]利用如圖裝置也可以實現(xiàn)Fe與水蒸氣的反應(1)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，可能的后果有__________________________________________________________________。提示：b用水蒸氣排出裝置內的空氣①Fe與O2生成了Fe3O4，F(xiàn)e無法與水蒸氣反應；②Fe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(2)此裝置如何檢驗Fe與水蒸氣反應生成的氣體產物？提示：用小試管收集一試管氣體，點燃，聽到輕微噗聲，證明生成了H2。知識點二鐵的氧化物與氫氧化物1．鐵的氧化物物質氧化亞鐵(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氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)溶解性__溶于水鐵的價態(tài)______＋2、＋3與H＋反應的離子方程式FeO＋2H＋===Fe2+＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O不＋2＋3物質氧化亞鐵(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反應生成單質鐵及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驗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溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入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物，以隔絕空氣。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性質的比較化學式Fe(OH)2Fe(OH)3物質類別二元弱堿三元弱堿顏色狀態(tài)__________________溶解性________________與非氧化性強酸反應______________________________________________________________________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，依據(jù)所學知識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，我們可以選用酸性物質除去衣物上的鐵銹，如食用醋、草酸或檸檬汁等。

√

2．某實驗小組用如圖甲所示裝置制備Fe(OH)2。下列說法正確的是(

)A．盛放稀硫酸的儀器是長頸漏斗B．實驗時打開旋塞的順序依次為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錯誤；實驗時先打開K1再打開K2，用鐵粉與稀硫酸反應生成的氫氣排盡錐形瓶中空氣，B錯誤；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、短導管安裝錯誤，D錯誤。]題后歸納

Fe(OH)2實驗室制備裝置及其改進1．(雙選)下列有關鐵的說法中正確的是(

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

[鐵與水蒸氣在高溫下的反應產物為Fe3O4和H2，A錯誤；鐵能與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，B錯誤；Cl2具有強氧化性，F(xiàn)e與Cl2反應生成FeCl3，C正確；銅粉中混有少量鐵粉，因為鐵粉與鹽酸反應，而銅不與鹽酸反應，因此加入足量鹽酸充分反應后過濾、洗滌、干燥，可以除去銅粉中少量的鐵，D正確。]2．關于鐵的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列說法中正確的是(

)A．都是黑色固體 B．都不溶于水C．鐵元素化合價都相同 D．都能與水反應23題號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，氧化亞鐵中鐵為＋2價，四氧化三鐵中鐵為＋2價和＋3價，C不正確；鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不與水反應，D不正確。]3．同學們在實驗室里用如圖裝置制取Fe(OH)2，下列說法正確的是(

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

[含F(xiàn)e2+的溶液的顏色為淺綠色，A正確；膠頭滴管應該插入液面以下，隔絕氧氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，B錯誤；酒精溶于水，不能起到隔絕空氣的作用，C錯誤；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錯誤。]243題號14．某化學興趣小組擬用如圖裝置(2個三頸燒瓶及其他儀器)制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學藥品：鐵屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。243題號1(1)稀硫酸應放在__________中(填儀器名稱)。(2)本實驗通過控制A、B、C三個開關，可將裝置中的空氣排盡，具體操作為關閉開關________，打開開關________，打開分液漏斗活塞；待反應一段時間排盡空氣后，再關閉開關________，打開開關________，就可觀察到氫氧化亞鐵的生成。試分析實驗開始時需排盡裝置中空氣的理由：_____________________________(用化學方程式作答)。分液漏斗AB、CB、CA4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3243題號1[解析]

(1)此實驗目的是制備氫氧化亞鐵，先在裝置2中用鐵和稀硫酸反應制備硫酸亞鐵，稀硫酸是溶液，應盛放在分液漏斗中。(2)實驗時，可關閉開關A，打開開關B、C，打開分液漏斗活塞，待排盡空氣后，再關閉開關B、C，打開開關A，將生成的硫酸亞鐵溶液壓入右側裝置中生成氫氧化亞鐵。實驗開始時需要排盡裝置中的空氣是為了防止發(fā)生反應：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。課時分層作業(yè)(十八)鐵的單質、氧化物和氫氧化物題號135246879(選擇題只有一個選項符合題目要求)1．下列說法不正確的是(

)A．鐵在一定條件下與純氧氣或水蒸氣反應的共同產物可能是Fe3O4B．鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種C．鐵的化學性質活潑，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)生的反應是置換反應√題號135246879C

[鐵與純氧氣反應生成四氧化三鐵，在高溫條件下鐵粉和水蒸氣可以反應，生成產物為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；隕鐵是單質鐵，在自然界中以游離態(tài)存在，C錯誤；鐵在高溫下和水蒸氣可以反應生成Fe3O4和H2，特征為單質和化合物反應生成另一種單質和另一種化合物，屬于置換反應，D正確。]題號135246879

√C

[Cl2是強氧化劑，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反應生成FeCl2，而不是FeCl3，C錯誤；Fe在O2中燃燒生成Fe3O4，D正確。]題號1352468793．茶葉等包裝中通常會加入還原性鐵粉，下列有關說法正確的是(

)A．還原性鐵粉直接殺菌，延長茶葉儲存時間B．發(fā)生的反應是2Fe3+＋Fe===3Fe2+C．用無水CaCl2代替，也能取得同樣效果D．還原性鐵粉與空氣反應，增加茶葉保質期√題號135246879D

[還原性鐵粉具有強還原性，起到抗氧化作用，不能起到殺菌消毒的作用，A錯誤；還原性鐵粉具有強還原性，能與空氣中的氧氣反應，防止茶葉被氧化，B錯誤、D正確；無水氯化鈣不具有還原性，不能與空氣中的氧氣反應，不可能延長茶葉儲存時間，無法取得與還原鐵粉的同樣效果，C錯誤。]題號135246879

√題號135246879B

[加熱濕棉花可以產生水蒸氣，故濕棉花的主要作用是提供水蒸氣，A正確；鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，B錯誤；肥皂液的主要作用是檢驗生成的氫氣，氫氣難溶于水，會形成泡泡，點燃會有爆鳴聲，C正確；肥皂液中剛有氣泡產生時，氫氣不純，不能點燃肥皂液，D正確。]題號1352468795．某同學對鐵的氧化物產生了濃厚興趣，查閱資料后制成以下卡片：下列說法正確的是(

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

[Fe2O3為紅棕色固體，A項錯誤；根據(jù)信息可知Fe在500℃時與氧氣反應生成Fe3O4，繼續(xù)升高溫度生成Fe2O3，而在1400℃時Fe2O3轉化為Fe3O4，則反應②的溫度比反應③的溫度低，B項錯誤；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項錯誤；Fe3O4中Fe為＋2價和＋3價，化學式可寫為FeO·Fe2O3，D項正確。]題號1352468796．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應，應用如圖裝置，在硬質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與水蒸氣的反應實驗”，請回答該實驗中的問題。題號135246879(1)寫出該反應的化學方程式：_____________________________，該反應的氧化劑是________。(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為硬質玻璃管內Fe與水蒸氣的反應實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止水受熱產生暴沸題號135246879(3)酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是先點燃________。(4)試管中收集的氣體是________，如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行________。(5)若該反應中有16.8gFe參加反應，則生成H2的質量為______g。酒精燈H2驗純0.8題號135246879[解析]

由實驗裝置圖可知，在酒精燈加熱作用下使圓底燒瓶中的水產生水蒸氣，水蒸氣在硬質玻璃管中與鐵粉在高溫條件下反應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玻璃管內鐵與水蒸氣的反應實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣，水受熱時易發(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生暴沸。題號135246879

題號135246879(選擇題有一個或兩個選項符合題目要求)7．已知A為常見的金屬單質，根據(jù)如圖所示的關系，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135246879(1)除去NaOH溶液中溶解的氧氣的方法是將溶液________。(2)實驗時在裝置A中加入的試劑是______________(填名稱)，裝置B中加入一定量的________(填化學式)溶液。(3)實驗開始時先將活塞E________(填“打開”或“關閉”)，裝置C中收集到氣體的主要成分是____________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是____________________________________________________。煮沸鐵屑、稀硫酸NaOH打開H2(或氫氣)裝置中充滿氫氣，空氣不能進入裝置中題號135246879(5)實驗結束后拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，裝置B中發(fā)生的現(xiàn)象為____________________________________________。發(fā)生轉化的化學方程式是_________________________________。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，關閉止水夾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135246879(2)裝置A制備FeSO4，同時產生氫氣排出裝置內的空氣，實驗時在裝置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中生成的氫氣進入裝置B，以排出裝置B內的空氣，實驗開始時先將活塞E打開，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，空氣不能進入到裝置中，反應生成的Fe(OH)2沉淀與空氣隔絕，所以Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色。題號135246879(5)實驗結束后拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，裝置B中Fe(OH)2被氧氣氧化為紅褐色Fe(OH)3，反應的化學方程式為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1352468799．硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，與硫酸銨反應生成硫酸亞鐵銨[化學式為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驗裝置如圖所示。已知裝置C的作用是吸收一些酸性雜質氣體。請回答下列問題：題號135246879(1)鐵屑中常含有Fe2O3等雜質，裝置B中涉及稀硫酸的離子反應有__________________________、____________________________。(2)按上圖連接好裝置，經檢驗氣密性良好后加入相應的藥品，打開K1、K2，關閉K3，裝置B中有氣體產生，該氣體的作用是_________________________________________。反應一段時間后，打開K3，關閉K1和K2。裝置B中的溶液會流入裝置A，其原因是_______________________________________________________________________________________