鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物高一化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物第1課時(shí)鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.結(jié)合生活中的鐵制品應(yīng)用，了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)。12.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的條件，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力。23.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。3一、鐵元素的存在形式磁鐵礦(主要成分Fe3O4)赤鐵礦(主要成分Fe2O3)1.自然界中：O

Si

Al

Fe地殼中元素含量遞減游離態(tài)（單質(zhì)）：少量存在于隕鐵中礦石中（+2、+3價(jià)化合物）2.人體中：鐵是人體內(nèi)必須的微量元素，一般人的體內(nèi)含鐵量為4～5g，缺鐵可能會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血。用途廣泛的鐵制品特性：能被磁性物質(zhì)吸引二、鐵的單質(zhì)1．物理性質(zhì)①銀白色，有金屬光澤②導(dǎo)電性（不如銅、鋁）、導(dǎo)熱性、延展性③熔沸點(diǎn)較高，密度較大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?；靵y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(jìn)到金屬小顆粒中，就像進(jìn)了“迷魂陣”，從一個(gè)小顆粒反射到另一個(gè)顆粒，這樣反射過(guò)來(lái)又反射回去，光線越來(lái)越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。思考K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

……？非金屬單質(zhì)2、

2（O

Cl

)非氧化性酸(HCl)鹽溶液(CuSO4)寫(xiě)出下列反應(yīng)方程式（有離子反應(yīng)的寫(xiě)出離子方程式），比較鈉與鐵性質(zhì)上的異同鐵

鈉2．化學(xué)性質(zhì)研究同類(lèi)物質(zhì)的方法：總結(jié)通性，研究特性2Fe+3Cl2

===

2FeCl3△3Fe+2O=點(diǎn)=燃=Fe

O2

3

42

24Na

+

O

===

2Na

O2Na

+

O2

===

Na2O22Na

+Cl2

===

2NaCl△Fe＋2H+

===

Fe2+＋H2↑Fe＋Cu2+

===

Cu＋Fe2+2Na＋2H+

===

2Na+＋H2↑2Na

+

2H2O＝2Na++2OH-

+

H2↑2OH-＋Cu2+

===

Cu(OH)2↓思考·討論一2②Fe＋2H+

===

Fe2+＋H

↑△①2Fe+3Cl2

===

2FeCl3FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑③Fe＋Cu2+

===

Cu＋Fe2+氧化性順序：Cl2

>Fe3+>Cu2+、H+比較三個(gè)反應(yīng)方程式，回答以下問(wèn)題：鐵的價(jià)態(tài)變化有何異同？為什么會(huì)有這樣的異同？思維啟迪Fe+I2常見(jiàn)氧化劑氧化性順序：KMnO4

>

Cl2

>Br2

>Fe3+>I2>Cu2+>H++3Fe+Br2

FeBr3+2FeI2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。這是為什么呢？提示：鐵與水可以反應(yīng)嗎？鋼水注入干燥的模具鐵與水蒸氣的反應(yīng)1.請(qǐng)依據(jù)氧化還原反應(yīng)與原子守恒思想預(yù)測(cè)鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物Fe+H2OH2鐵的氧化物鐵的氫氧化物濕棉花還原鐵粉肥皂液燃著的火柴方案二2.如何檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物？實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)有幾部分構(gòu)成？水蒸氣發(fā)生器 鐵與水蒸氣反應(yīng)裝置 收集并檢驗(yàn)H2裝置方案一A

B

C

D實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量氣泡，點(diǎn)燃?xì)怏w，有爆鳴聲；反應(yīng)后試管中固體仍呈黑色。相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)還原鐵粉FeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3黑色黑色紅棕色黑色白色紅褐色受熱不分解受熱不分解受熱不分解受熱不分解不穩(wěn)定500

℃分解為Fe2O323Fe

+

4H

O2反應(yīng)方程式：(g)高溫F溫Fe

O

+

4H=====

3

4小結(jié)：金屬與水的反應(yīng)K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au2Na+2H2O

2NaOH

+

H2Mg

+

2H2O(熱)

Mg(OH)2

+

H22Al

+

6H2O(沸)

2Al(OH)3

+

3H2高溫Fe3O4

+

4H2H2O(g)3Fe

+

4H2O(g)冷H2O

熱H2O與水不反應(yīng)(5)1

mol

Fe與水蒸氣高溫下反應(yīng)轉(zhuǎn)移正誤判斷mol電子(√)由于鐵性質(zhì)比較活潑，所以自然界中沒(méi)有游離態(tài)的鐵單質(zhì)(

)氯化亞鐵既可由鐵與鹽酸反應(yīng)制取也可由鐵與氯氣化合制取(×)由于鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2，所以鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe(OH)3和H2(

)(4)分離鐵粉與銅粉的混合物時(shí)，只能用化學(xué)方法(

)P

70三、鐵的氧化物氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名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水溶性不溶不溶不溶1.物理性質(zhì)2.1從物質(zhì)類(lèi)別角度認(rèn)識(shí)三種氧化物FeOFe2O3Fe3O4金屬氧化物堿性氧化物絕大多數(shù)與酸反應(yīng)FeO+2H+

===

Fe2++H2OFe2O3+6H+

===

2Fe3++3H2OFeO和Fe2O3是堿性氧化物一種對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)鹽和水2.化學(xué)性質(zhì)請(qǐng)根據(jù)以下資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究Fe3O4與酸反應(yīng)的產(chǎn)物已知1：鐵的氧化物均可與硫酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)的鹽已知2：檢驗(yàn)Fe3+：Fe3+的鹽溶液遇到硫氰化鉀（KSCN）溶液時(shí)變成紅色；Fe2+的鹽溶液無(wú)明顯變化。已知3：檢驗(yàn)Fe2+：Fe2+的鹽溶液遇到鐵氰化鉀（K3[Fe(CN)6]）時(shí)會(huì)生成藍(lán)色沉淀；Fe3+的鹽溶液無(wú)明顯變化。提示：Fe3O4中鐵的價(jià)態(tài)是+8/3價(jià)嗎？Fe3O4與酸反應(yīng)的產(chǎn)物中既有Fe3+，又有Fe2+經(jīng)定量測(cè)定，n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1可表示成FeO·Fe2O3的形式Fe3O4+8H+

===

Fe2++2Fe3++4H2OFe3O4是復(fù)雜氧化物判斷正誤(3)Fe3O4中鐵的化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)，是一種混合物(×)P71深度思考1．Fe3O4中Fe元素有＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)，可表示成FeO·Fe2O3形式，請(qǐng)類(lèi)比寫(xiě)出Fe4O5的表示形式。設(shè)其形式為

xFeO·yFe2O32.2從元素價(jià)態(tài)角度認(rèn)識(shí)三種氧化物Fe2O3Fe3O4FeOFe單質(zhì)氧化物氧化性化合價(jià)物質(zhì)類(lèi)別兼具，還原性為主兼具氧化性與還原性+3+20Fe2O3+3CO

===

2Fe+3CO2高溫6FeO

+

O2

===

2Fe3O4△Fe2O3用途“朱門(mén)酒肉臭，路有凍死骨”，出自杜甫《自京赴奉先縣詠懷五百字》，其中“朱門(mén)”指什么？以氧化鐵為原料制備的油漆漆制的門(mén)Fe3O4用途老式磁帶磁共振血管造影劑司南打印機(jī)墨粉鐵的氧化物化學(xué)性質(zhì)小結(jié)氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4物質(zhì)類(lèi)別堿性氧化物堿性氧化物復(fù)雜氧化物元素價(jià)態(tài)+2+3+2、+3氧化性/還原性兼具，還原性為主氧化性兼具氧化性與還原性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(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe(OH)2很不穩(wěn)定，極易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(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(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式Fe(OH)2＋2H＋===

Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O穩(wěn)定性Fe(OH)2

FeO＋H2O(隔絕空氣)2Fe(OH)3

Fe2O3＋3H2O一般規(guī)律：難溶氫氧化物受熱會(huì)分解生成對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)的氧化物和水判斷正誤(4)Fe(OH)3不能利用化合反應(yīng)生成（

×)P714Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3深度思考2．鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量氫氧化鈉，有白色沉淀生成，過(guò)濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)鲜霭咨恋砗蜌堅(jiān)謩e是_F_e_(_O_H_)、2

_Fe_2O_3

。思考·討論白色的Fe(OH)2會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化。那么，在實(shí)驗(yàn)室里，如何得到Fe(OH)2呢？要盡量減少與O2的接觸①采取煮沸的方法趕走所需溶液中溶解的O2，冷卻后再反應(yīng)；②防止空氣中的O2再溶于溶液，通常有三種方法。①反應(yīng)在試管底部進(jìn)行。如圖甲，這是中學(xué)階段唯一把膠頭滴管插入反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn)②加隔氧劑，如加入汽油、苯等比水輕的有機(jī)溶劑。如圖乙，由于苯的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀。③利用還原性氣體趕走空氣的方法。通入還原性氣體該方法是先用還原性氣體排盡溶液和裝置內(nèi)的空氣，再把試管Ⅱ中的NaOH溶液壓入試管Ⅰ中反應(yīng)。該方法是先在裝置Ⅰ中產(chǎn)生FeSO4溶