3.1.1 鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物

鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物第1課時第一節(jié)鐵及其化合物1.結(jié)合生活中鐵制品的應用，了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途，培養(yǎng)化

學服務社會的責任意識。2.通過探究實驗，認識鐵單質(zhì)與水蒸氣反應的條件，對比鈉與水的反應，加深

對微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)的認識，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。3.通過實驗掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學性質(zhì)。1.鐵、鐵的氧化物和氫氧化物的性質(zhì)。2.Fe(OH)2的制備。[學習目標][重點難點]情景引入FeSO4·7H2O（綠礬）FeCl3·6H2O鐵粉FeSO4溶液FeCl3溶液實驗室中的鐵元素生活中的鐵元素鐵鍋涂料Fe2O3

補鐵保健品

硫酸亞鐵

乳酸亞鐵等人體中的鐵元素鐵是人體必需的微量元素中含量最多的一種（約4~5克）缺鐵會導致人的記憶能力、免疫能力和對溫度的適應能力等生理功能下降1.鐵的存在和冶煉(1)存在目標一

鐵的單質(zhì)隕鐵（Fe）黃鐵礦（FeS2）赤鐵礦（Fe2O3）磁鐵礦（Fe3O4）游離態(tài)0+2+3+2、+3鐵元素在地殼中的含量排在第四位，僅次于氧、硅、鋁，是含量第二多的金屬元素。(2)冶煉Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2高溫用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來古代煉鐵化合態(tài)2.鐵的物理性質(zhì)鐵有延展性、導熱性、導電性，但其導電性不如銅和鋁，鐵還能被磁體吸引，其熔、沸點較高。目標一

鐵的單質(zhì)為什么鐵片是銀白色，而鐵粉卻是黑色？提示金屬小顆粒能反射光線。而小顆粒的分布是非常混亂的，所以不能像鏡面一樣把入射光線定向地反射回去。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。思考3.鐵的化學性質(zhì)(1)與某些非金屬單質(zhì)、非氧化性酸和鹽溶液反應反應現(xiàn)象方程式與氧氣反應與氯氣反應與稀鹽酸反應與CuSO4溶液反應劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體劇烈燃燒，產(chǎn)生棕褐色煙產(chǎn)生氣泡，放出熱量，生成淺綠色的溶液有紅色物質(zhì)生成，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋CuFe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑3Fe＋2O2===Fe3O4點燃2Fe＋3Cl2===2FeCl3點燃觀察這些反應，鐵的化合價變化有何異同？為什么會有這樣的異同？Fe?2e?＝Fe2＋Fe?3e?＝Fe3＋強氧化劑：弱氧化劑：Cl2、Br2、HNO3、······H＋、Cu2＋、S、I2、······Fe具有較強的還原性(2)實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水注入模具之前，模具為什么必須進行充分的干燥處理？在高溫下，鐵能與水發(fā)生反應。3Fe＋4H2O(g)====Fe3O4＋4H2高溫提供反應所需的水蒸氣肥皂泡燃燒，聽到爆鳴聲金屬與水反應的規(guī)律1.K、Ca、Na等可以和冷水作用，生成可溶性堿和氫氣。2.Mg、Al很難與冷水反應，但是可與沸水迅速反應，生成難溶性堿和氫氣。3.Zn、Fe、Sn、Pb要和高溫水蒸氣反應，生成不溶性氧化物和氫氣。4.Cu、Hg、Ag、Pt、Au則不與水作用。歸納總結(jié)小結(jié)：金屬活動性順序表中,金屬越活潑，越容易與水反應,反應越劇烈。判斷正誤(1)由于鐵單質(zhì)性質(zhì)比較活潑，所以自然界中沒有游離態(tài)的鐵單質(zhì)(

)(2)鐵與AgNO3、ZnCl2等鹽溶液均能發(fā)生反應生成Fe2＋(

)(3)分離鐵粉與銅粉的混合物時，只能用化學方法(

)(4)1molFe與水蒸氣高溫下反應轉(zhuǎn)移

mole－(

)×練習1××√某些化合物可由兩種單質(zhì)加熱直接反應生成。下列化合物不符合上述條件的是A.FeS B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe3O4練習2√Fe和Cl2反應生成FeCl3而不是FeCl2。情景引入紅磚和青磚都是日常生活中常見的建筑材料。兩者顏色不同是其中所含的鐵的氧化物不同，你認為紅磚和青磚中分別含有什么氧化物呢？紅磚中含的是Fe2O3;青磚中含的是Fe3O4將用黏土制成的磚坯置于窯內(nèi)，先用大火將磚坯從外向內(nèi)燒透，?；?，使磚和窯體慢慢冷卻下來，在這個過程中，由于空氣充足，磚坯中的鐵元素被氧化成Fe2O3（棕紅色）使磚呈現(xiàn)紅色。思考：為什么不是氧化亞鐵呢？氧化亞鐵不穩(wěn)定燒制磚瓦時，向窯內(nèi)添加大量的煤炭后封窯1天，從窯頂向下慢慢澆水7天，水蒸氣和窯內(nèi)高溫的炭發(fā)生化學反應產(chǎn)生大量的還原氣體（H2和CO）他們把Fe2O3又逐漸還原成為Fe3O4而制得青磚。

氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗稱—鐵紅磁性氧化鐵顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性不溶于水類別堿性氧化物堿性氧化物不是堿性氧化物鐵的價態(tài)＋2＋3＋2、＋3與H＋反應的離子方程式FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O穩(wěn)定性6FeO＋O22Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定與CO、C、H2反應生成單質(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1.鐵的氧化物目標二鐵的氧化物和氫氧化物2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備反應原理：Fe(OH)3與Fe(OH)2分別由相應的可溶性鹽與可溶性堿反應而制得。

Fe(OH)2Fe(OH)3操作

現(xiàn)象產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀生成紅褐色沉淀離子方程式Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓實驗結(jié)論Fe(OH)2很不穩(wěn)定，極易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3如圖是制備氫氧化亞鐵的改進裝置，思考并回答下列問題：(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)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________________________________。思考加熱煮沸趕走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(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比較

Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性不溶于水不溶于水與非氧化性強酸反應的離子方程式Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O穩(wěn)定性Fe(OH)2FeO＋H2O(隔絕空氣)2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O判斷正誤(1)磁鐵礦的主要成分是Fe3O4(

)(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3(

)(3)Fe3O4中鐵的化合價有＋2和＋3價，是一種混合物(

)(4)Fe(OH)3不能利用化合反應生成(

)(5)因為Fe(OH)2易被氧化，所以在制備時要隔絕空氣(

)√練習1×××√下列有關(guān)鐵的化合物的說法不正確的是A.Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強的氧化性B.FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均可與鹽酸反應C.Fe(OH)3可通過化合反應得到，F(xiàn)e(OH)2則不能D.Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價為＋2和＋3練習2√Fe(OH)2中的Fe2＋具有還原性，可被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，A項錯誤；FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，故具有堿性氧化物的通性，都能與鹽酸反應，B項正確；Fe(OH)2只能通過復分解反應得到，F(xiàn)e(OH)3可由Fe(OH)2與O2、H2O發(fā)生化合反應得到，C項正確；Fe3O4俗稱磁性氧化鐵，其組成可表示為FeO·Fe2O3，F(xiàn)e元素的化合價為＋2和＋3，D項正確。1.下列說法正確的是A.我國在戰(zhàn)國中期就開始使用鐵制品B.自然界中的鐵元素只存在于化合物中C.鐵能與所有金屬的鹽溶液反應生成亞鐵鹽和金屬D.高爐煉鐵是用還原劑將鐵從它的化合物中還原出來√123自我測試我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是春秋初年秦國的銅柄鐵劍，A項錯誤；隕鐵中的Fe以單質(zhì)形態(tài)存在，B項錯誤；Fe只能將金屬活動性比它弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，C項錯誤；高爐煉鐵是用CO等還原劑把Fe從鐵礦石中還原出來，D項正確。123自我測試2.用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗，下列有關(guān)說法不正確的是A.裝置A的作用是為實驗提供持續(xù)不斷的水

蒸氣B.裝置B中反應的化學方程式是2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2C.裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰D.點燃裝置D處的氣體前必須檢驗氣體的純度√自我測試123裝置A將液態(tài)H2O轉(zhuǎn)化為水蒸氣，與裝置B中的鐵粉在高溫下發(fā)生反應，A項正確；鐵粉與H2O(g)在高溫下發(fā)生反應，生成Fe3O4和H2，B項錯誤；自我測試123因生成的H2中含有較多的水蒸氣，故需要用堿石灰等不與H2反應的干燥劑進行干燥，C項正確；不純的H2在點燃時可能會發(fā)生爆炸，故在點燃H2前必須檢驗其純度，D項正確。3.如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2并觀察其在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑、稀硫酸和NaOH溶液。(1)在試管Ⅰ中加入的試劑是_____________。(2)在試管Ⅱ中加入的試劑是___________。稀硫酸、鐵屑自我測試123NaOH溶液(3)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_______________________________________________________________________。

打開止水夾a，待試管Ⅰ中反應生成的氫氣排盡裝置中的空氣后，再關(guān)閉止水夾a(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是_________________________________________________________________。(5)實驗完畢，拔去試管Ⅱ中的橡膠塞，放入一部分空氣，此時試管Ⅱ中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________。自我測試123

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4Fe(OH)2＋2H2O理論應用1.將0.3mol鈉、0.1mol鐵分別加入到各盛有500mL0.2mol·L－1稀硫酸的兩個燒杯中，下列說法正確的是(

)A．兩個燒杯中金屬沉在液面下B．兩個燒杯中都沒有金屬剩余C．兩個燒杯中都有金屬剩余D．兩個燒杯中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同B理論應用2.向500mL2mol·L－1的CuSO4溶液中插入一鐵片，反應片刻后取出鐵片，洗滌、烘干，稱其質(zhì)量比原來增加2.0g。下列說法錯誤的是(設反應后溶液的體積不變)(

)A．參加反應的鐵的質(zhì)量是14gB．析出的銅的物質(zhì)的量是0.25molC．反應后溶液中c(CuSO4)＝1.5mol·L－1D．反應后溶液中c(FeSO4)＝1.5mol·L－1D理論應用3.在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應可得鐵的氧化物，該氧化物又可以經(jīng)過此反應的逆反應生成顆粒很細的鐵粉，這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，