鐵的單質(zhì)和氧化物+高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊+VIP

第三章

鐵

金屬材料

第一節(jié)

鐵及其化合物

課時(shí)1鐵的單質(zhì)和氧化物素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識與微觀探析：能依據(jù)物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)列舉鐵元素的典型代表物。能利用離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等概念對鐵及其化合物的相關(guān)反應(yīng)進(jìn)行分類和分析說明。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)的角度，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)和變化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，將鐵和鐵的氧化物的性質(zhì)的知識運(yùn)用于解決生產(chǎn)、生活中簡單的化學(xué)問題，強(qiáng)化性質(zhì)決定用途的觀念。壹貳2.鐵的物理性質(zhì)1.鐵元素在自然界中的分布知識導(dǎo)航本節(jié)難點(diǎn)3.鐵的化學(xué)性質(zhì)叁本節(jié)重點(diǎn)4.鐵的氧化物四4課堂導(dǎo)入請你判斷！一位病人的化驗(yàn)單上顯示指標(biāo)如下，你是醫(yī)生得出什么結(jié)論？判斷其為缺鈣，同時(shí)缺鐵性貧血4課堂導(dǎo)入你知道嗎？鐵是人體必需的微量元素中含量最多的一種，人體含鐵量是多少呢？鐵從哪兒來呢？【資料卡片】P70人體中的鐵元素

鐵在成人體中的含量為4~5g，是人體必需微量元素中含量最多的一種。人體內(nèi)的含鐵化合物主要分為兩類，即功能性鐵和儲存鐵。功能性鐵參與氧的運(yùn)輸，其余的鐵與一些酶結(jié)合，分布于身體各器官。體內(nèi)缺鐵將會導(dǎo)致人的記憶能力、免疫能力和對溫度的適應(yīng)能力等生理功能下降。如果體內(nèi)的鐵不足以供給生命活動的需要，就會發(fā)生貧血。

為了滿足生理需要，成人每天鐵的適宜攝入量為15~20mg。動物內(nèi)臟、肉類、魚類、蛋類等動物性食物中的鐵容易被吸收。一般蔬菜中鐵的含量較少，吸收率也低，但我國膳食中一般食用蔬菜量很大，仍為鐵的重要來源。我國已經(jīng)實(shí)施在某些醬油中加入鐵強(qiáng)化劑的措施，以減少缺鐵性貧血問題的發(fā)生。5配料表中的還原鐵是不是鐵的單質(zhì)呢？該如何驗(yàn)證？

請你思考！網(wǎng)上曾流傳出一段視頻，有網(wǎng)友竟用吸鐵石從麥片中吸出了鐵粉。這是不是不法商家添加的呢？

6那么營養(yǎng)麥片中添加鐵粉的目的是什么呢？課堂導(dǎo)入知識點(diǎn)1：鐵元素在自然界中的分布1.人類最早使用的鐵，是來自太空的隕鐵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+2價(jià)和+3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中7知識點(diǎn)1：鐵元素在自然界中的分布2.鐵元素在自然界中的分布丹霞地貌的巖層因Fe2O3而呈紅色8知識點(diǎn)1：鐵元素在自然界中的分布鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位OSiAlFe地殼中元素含量遞減2.鐵元素在自然界中的分布9知識點(diǎn)1：鐵元素在自然界中的分布3.我國的“鐵文化”我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是河南三門峽出圖的西周晚期的玉柄鐵劍，這說明西周晚期我國已掌握了冶鐵技術(shù)。戰(zhàn)國中期以后，鐵制工具在社會生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。10知識點(diǎn)1：鐵元素在自然界中的分布請你想想！你還記得煉鐵高爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)嗎？用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來Fe2O3＋3CO======2Fe＋3CO2高溫鐵的性質(zhì)如何？11知識點(diǎn)2：鐵的物理性質(zhì)①有延展性和導(dǎo)熱性。②能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁。③能被磁鐵吸引。④熔點(diǎn)：1535℃；沸點(diǎn)：2750℃；密度：7.86g/cm3。12知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)FeFe＋CuSO4FeSO4＋Cu

Fe＋2HClFeCl2＋H2↑3Fe＋2O2

Fe3O4點(diǎn)燃基于物質(zhì)類別研究單質(zhì)的性質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)如何？13知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)1.鐵元素價(jià)類二維圖物質(zhì)類型角度金屬單質(zhì)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與酸溶液反應(yīng)與某些鹽溶液反應(yīng)14知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)請你思考！觀察化學(xué)反應(yīng)方程式，鐵的化合價(jià)變化有何異同？思考與討論我們學(xué)習(xí)過鐵與一些物質(zhì)的反應(yīng)。在鐵與氯氣的反應(yīng)，鐵與鹽酸的反應(yīng)，鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)中，鐵的化合價(jià)的變化有何異同？為什么會有這樣的異同？Fe+2HCl===2FeCl2+H2↑2Fe+3Cl2====2FeCl3點(diǎn)燃Fe+CuSO4====FeSO4+Cu15知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)2.元素價(jià)態(tài)角度2Fe+3Cl2====2FeCl3點(diǎn)燃FeFeCl3化合價(jià)升高0+3FeFeCl2化合價(jià)升高0+2Fe+CuSO4====FeSO4+CuFe化合價(jià)升高0+2FeSO4為什么有的化學(xué)方程式中鐵的化合價(jià)變成+2，有的變成+3？16知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)2.元素價(jià)態(tài)角度

在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)。鐵與氧化性較弱的氧化劑（如鹽酸、硫酸銅等）反應(yīng)，鐵原子失去2個(gè)電子生成+2價(jià)鐵的化合物。鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑（如氯氣等）反應(yīng)，鐵原子則失去3個(gè)電子生成+3價(jià)鐵的化合物。Fe-2e-→Fe2+Fe-3e-→Fe3+FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑Cl2、HNO3等S、H+、Cu2+等17知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)類別（x)單質(zhì)氧化物堿鹽元素價(jià)態(tài)(y)0+2+3Fe3+Fe2+FeFe3O4HCl、S、I2、Cu2+加弱氧化劑Cl2、Br2、O2加強(qiáng)氧化劑2.元素價(jià)態(tài)角度18知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)3.鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)鐵是一種較活潑金屬，具有還原性。3Fe＋2O2===Fe3O4點(diǎn)燃Fe＋S===FeS2Fe＋3Cl2===2FeCl319知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)3.鐵的化學(xué)性質(zhì)(2)與酸反應(yīng)Fe＋2H+=Fe2+＋H2↑(3)與鹽反應(yīng)Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+20知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)(3)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(

)(2)根據(jù)鐵與Cl2、S反應(yīng)的條件可以判斷Cl2、S的氧化性強(qiáng)弱(

)(1)FeS、FeCl2、FeCl3均可以通過單質(zhì)化合得到(

)×××(4)Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同()×21知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)請你思考？通過鈉和水的反應(yīng)，可知水是一種較弱的氧化劑。結(jié)合生活常識以及以下材料，預(yù)測水能氧化鐵嗎？鐵和冷水不反應(yīng)鐵和熱水不反應(yīng)在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前，模具必須進(jìn)行充分的干燥處理，不得留有水。這是為什么呢？提示：鐵與水會反應(yīng)嗎？22知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)請你思考！若鐵在高溫下能與水反應(yīng)，根據(jù)所學(xué)知識預(yù)測產(chǎn)物。預(yù)測鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物2Na+2H2O==2NaOH+H2↑通過鈉和水的反應(yīng)，可知水是一種較弱的氧化劑KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu類比鈉的性質(zhì)，F(xiàn)e是氫之前的金屬，與水反應(yīng)能不能置換出氫氣？Fe+H2OFe(OH)3+H2↑?Fe(OH)3Fe2O3

（500℃以上分解）23知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)根據(jù)材料，在高溫下，鐵可能與水發(fā)生反應(yīng)。鐵粉FeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3黑色黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體白色紅褐色受熱不分解不穩(wěn)定，在高溫下可被水蒸氣或者O2氧化6Fe2O3=4Fe3O4+O2↑高溫下比Fe2O3穩(wěn)定受熱易分解500℃分解為Fe2O3Fe(OH)3Fe2O3

（500℃以上分解）Fe+H2OFe3O4+H2↑？

3.鐵的化學(xué)性質(zhì)(4)預(yù)測鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物24知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)請你思考！如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的想法？研究物質(zhì)性質(zhì)的一般程序性質(zhì)預(yù)測設(shè)計(jì)方案得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)探究【思考與討論】有人設(shè)計(jì)了如圖3-5所示的裝置，進(jìn)行還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。請討論該裝置的實(shí)驗(yàn)原理，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析可能的生成物。25知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)觀察并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的預(yù)測的準(zhǔn)確性（鐵能與水及產(chǎn)物）26知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)(5)鐵與水蒸氣的反應(yīng)①實(shí)驗(yàn)時(shí)，是先加熱濕棉花還是先加熱還原鐵粉？②點(diǎn)燃肥皂液時(shí)有什么現(xiàn)象？③該實(shí)驗(yàn)中濕棉花的作用是什么？27知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)(5)鐵與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：①試管口略向下傾斜；②酒精燈先加熱濕棉花，有水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精燈加熱還原鐵粉；③加熱一會后再將導(dǎo)管插入到肥皂水中；④結(jié)束時(shí)，先撤導(dǎo)管，再移酒精燈。現(xiàn)象:加熱時(shí)試管內(nèi)鐵粉紅熱，生成黑色固體，點(diǎn)燃肥皂泡可聽到爆鳴聲,生成的產(chǎn)物不是氧化鐵。3Fe+4H2O(g)====Fe3O4+4H2高溫28知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)請你說說！此裝置有什么缺點(diǎn)？如何改進(jìn)？從水蒸氣生成方式和氫氣的檢驗(yàn)方式角度思考，如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置？設(shè)計(jì)鐵與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置水蒸氣發(fā)生器改進(jìn)點(diǎn)：1.改變水蒸氣的生成方式2.氫氣的收集方式氣體檢驗(yàn)收集裝置29知識點(diǎn)3：鐵的化學(xué)性質(zhì)(6)鐵與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)30課堂小結(jié)鐵的化學(xué)性質(zhì)

鐵鈉非金屬單質(zhì)2Fe+3Cl2====2FeCl33Fe+4O2====Fe3O42Na+Cl2====2NaCl4Na+O2====2Na2O2Na+O2====Na2O2酸Fe+2HCl=FeCl2+H2↑2Na+2HCl=2NaCl+H2↑鹽溶液Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑水2Na+2H2O==2NaOH+H2↑3Fe+4H2O(g)====Fe3O4+4H231點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫ΔΔ知識點(diǎn)4：鐵的氧化物【思考】鐵元素可以形成三種氧化物，分別是氧化亞鐵（FeO）、氧化鐵（Fe2O3）和四氧化三鐵（Fe3O4）。觀察三者的外觀，并對其作出描述。推測這三種氧化物有什么相同的化學(xué)性質(zhì)和不同的化學(xué)性質(zhì)，并說出你的推測依據(jù)？Fe3O4

FeOFe2O3

化學(xué)式顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體化合價(jià)+2+3+2+332知識點(diǎn)4：鐵的氧化物【方法導(dǎo)引】

認(rèn)識元素及其化合物性質(zhì)的視角物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)，是學(xué)習(xí)元素及其化合物性質(zhì)的重要認(rèn)識視角。

基于物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)，可以預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)。例如，對于Fe2O3,從物質(zhì)類別來看，它屬于金屬氧化物，據(jù)此可以預(yù)測它可能與酸發(fā)生反應(yīng);從元素價(jià)態(tài)來看，F(xiàn)e2O3

中鐵元素的化合價(jià)是+3價(jià)，為鐵元素的高價(jià)態(tài)，據(jù)此可以預(yù)測它具有氧化性，可能與具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。基于物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)，還可以設(shè)計(jì)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的途徑。例如，要想從單質(zhì)鐵獲得FeSO4，既可以基于物質(zhì)類別設(shè)計(jì)從金屬單質(zhì)與酸反應(yīng)獲得，也可以通過金屬單質(zhì)與鹽的置換反應(yīng)獲得;還可以基于元素價(jià)態(tài)設(shè)計(jì)單質(zhì)鐵與+3價(jià)鐵反應(yīng)得到+2價(jià)鐵。33知識點(diǎn)4：鐵的氧化物1.按性質(zhì)劃分，鐵的氧化物屬于哪個(gè)類別的氧化物？2.按元素價(jià)態(tài)從氧化性和還原性角度分析，鐵的氧化物具有什么性？三者都是金屬氧化物，都能與酸反應(yīng)。三者都難溶于水，不與水反應(yīng)。從價(jià)態(tài)的角度分析，F(xiàn)eO、Fe3O4既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e2O3主要有氧化性。34知識點(diǎn)4：鐵的氧化物3.物理性質(zhì)化學(xué)名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式鐵元素化合價(jià)俗稱——色、態(tài)水溶性FeO Fe2O3Fe3O4+2

+3+2、+3

鐵紅磁性氧化鐵

黑色粉末

紅棕色粉末

黑色晶體