2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料第一節(jié)第1課時(shí)鐵的單質(zhì)學(xué)案新人教版必修1

PAGE5-第1課時(shí)鐵的單質(zhì)1．鐵單質(zhì)物理性質(zhì)2.化學(xué)性質(zhì)鐵原子結(jié)構(gòu)示意圖，易失去2個(gè)或3個(gè)電子，體現(xiàn)強(qiáng)還原性。(1)Fe－2e－→Fe2＋：鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅、單質(zhì)硫等)反應(yīng)生成＋2價(jià)鐵。(2)Fe－3e－→Fe3＋：鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑(如氯氣等)反應(yīng)，生成＋3價(jià)鐵。(3)鐵與水高溫下反應(yīng)：3Fe＋4H2Oeq\o(=,\s\up17(高溫))Fe3O4＋4H2。單質(zhì)鐵化學(xué)性質(zhì)探究單質(zhì)鐵具有典型金屬單質(zhì)的性質(zhì)，能與非金屬單質(zhì)Cl2、S、O2等反應(yīng)，能與酸發(fā)生置換反應(yīng)，能與鹽發(fā)生置換反應(yīng)，與H2O反應(yīng)，但其產(chǎn)物可能為＋2價(jià)或＋3價(jià)鐵。1．Fe－3e－→Fe3＋：(1)與非金屬單質(zhì)Cl2、Br22Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2FeCl3(棕黃色煙)(2)與強(qiáng)氧化劑HNO3、濃H2SO4(常溫下與濃HNO3、濃H2SO4鈍化)Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O2．Fe－2e－→Fe2＋：(1)與非金屬單質(zhì)S、I2Fe＋Seq\o(=,\s\up17(△))FeS(2)與非氧化性酸、鹽發(fā)生置換反應(yīng)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu3．Fe→Fe2＋、Fe3＋：(1)與非金屬單質(zhì)O23Fe＋2O2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))Fe3O4(2)與水高溫3Fe＋4H2Oeq\o(=,\s\up17(高溫))Fe3O4＋4H2

題組一鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1．在適當(dāng)條件下不能與鐵反應(yīng)的物質(zhì)是(D)A．氯氣 B．鹽酸C．硫酸銅溶液 D．氫氧化鈉溶液解析：鐵可以在氯氣中燃燒，故A錯(cuò)誤；鐵與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，故B錯(cuò)誤；鐵可以置換出硫酸銅中的銅單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；氫氧化鈉溶液不能與單質(zhì)鐵反應(yīng)，故D正確。2．類比是探討物質(zhì)性質(zhì)的常用方法之一，可預(yù)料很多物質(zhì)的性質(zhì)。下列類比推想的說(shuō)法中正確的是(C)A．已知Fe與O2能干脆化合生成Fe3O4，推想Cu與O2可干脆化合生成Cu3O4B．已知Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，推想Fe與NaOH溶液反應(yīng)也生成H2C．已知Fe能與CuSO4溶液反應(yīng)，推想Fe與AgNO3溶液也能反應(yīng)D．已知Na在常溫下能與H2O反應(yīng)，推想Fe在常溫下也能與H2O反應(yīng)解析：Fe與O2反應(yīng)生成Fe3O4，Cu與O2反應(yīng)生成CuO，故A錯(cuò)誤；Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，但鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；鐵是活潑金屬，能把在金屬活動(dòng)性依次表中位于其后的金屬離子從其鹽溶液中置換出來(lái)，故C正確；Na在常溫下能與H2O反應(yīng)，但是鐵與水在常溫下不反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；答案選C。3．下列物質(zhì)中，在肯定條件下能將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價(jià)的是(A)A．氯氣 B．鹽酸C．稀硫酸 D．硫酸銅溶液解析：氯氣與鐵在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成氯化鐵，A正確；鹽酸與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，得到的是＋2價(jià)鐵，B錯(cuò)誤；稀硫酸與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，得到的是＋2價(jià)鐵，C錯(cuò)誤；硫酸銅溶液與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，得到的是＋2價(jià)鐵，D錯(cuò)誤。答案選A。鐵單質(zhì)生成產(chǎn)物的推斷題組二鐵與酸反應(yīng)4．同溫同壓下，相同質(zhì)量的鋁、鐵分別與足量鹽酸反應(yīng)時(shí)，放出氫氣的體積比是(D)A．11 B．5627C．928 D．289解析：關(guān)系式法計(jì)算：2Al～3H2Fe～H22mol3mol1mol1moleq\f(m,27)eq\f(m,18)eq\f(m,56)eq\f(m,56)放出氫氣的體積比是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,18)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,56)))＝289。5．某不純鐵片可能含有Mg、Al、Cu等金屬雜質(zhì)，取這種鐵片5.6g與足量的稀鹽酸反應(yīng)，得到0.2g氫氣，則該鐵片中(C)A．肯定含金屬鎂B．肯定含金屬鋁C．肯定含金屬銅D．肯定同時(shí)含有四種金屬解析：0.2gH2的物質(zhì)的量為0.1mol，生成0.1molH2分別須要5.6gFe、2.4gMg、1.8gAl，Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，所以肯定含有銅，可能含有鎂、鋁中的一種或兩種，故答案為C。題組三鐵與水反應(yīng)6．鐵與水蒸氣反應(yīng)的試驗(yàn)裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是(B)A．試驗(yàn)時(shí)，試管口應(yīng)高于試管底B．加熱時(shí)試管內(nèi)生成黑色物質(zhì)，點(diǎn)燃肥皂泡可聽到爆鳴聲C．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe＋3H2O(g)eq\o(=,\s\up17(△))Fe2O3＋3H2D．試管中發(fā)生化合反應(yīng)解析：固體加熱時(shí)試管口應(yīng)向下傾斜，A錯(cuò)誤；Fe與水反應(yīng)生成Fe3O4，此反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，C、D錯(cuò)誤。7．某同學(xué)欲在試驗(yàn)室中完成Fe與水蒸氣反應(yīng)的試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示。已知：B中放入的是鐵粉與石棉絨的混合物，C中放的是干燥劑，E為酒精噴燈，G為帶有鐵絲網(wǎng)罩的酒精燈。對(duì)比兩套裝置，回答下列問(wèn)題：(1)如何檢查乙裝置的氣密性？向H中加入水至沒過(guò)導(dǎo)管口，微熱K，若H中導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管中出現(xiàn)水柱并保持一段時(shí)間，證明氣密性良好。(2)乙裝置中濕沙子的作用是供應(yīng)水蒸氣。(3)B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))Fe3O4＋4H2。(4)該同學(xué)認(rèn)為欲在乙裝置的導(dǎo)管口處點(diǎn)燃反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，裝置H必不行少，H的作用是干燥氫氣。(5)對(duì)比甲、乙兩裝置的B和K，B的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)用石棉絨，增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行。解析：(1)檢查乙裝置的氣密性，應(yīng)向H中加入水至沒過(guò)導(dǎo)管口，微熱K，若H中導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管中出現(xiàn)水柱并保持一段時(shí)間，證明裝置的氣密性良好。(2)試驗(yàn)?zāi)康氖峭瓿设F與水蒸氣的反應(yīng)，濕沙子受熱時(shí)，水蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣，即濕沙子的作用是供應(yīng)水蒸氣。(3)B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))Fe3O4＋4H2。(4)潮濕的氫氣很難點(diǎn)燃，故H的作用是干燥氫氣。(5)裝置B中運(yùn)用石棉絨，可以增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行。金屬與水反應(yīng)(1)活潑金屬如K、Na等可與冷水快速猛烈反應(yīng)(放熱反應(yīng))，生成可溶性堿和氫氣。如：2K＋2H2O=2KOH＋H2↑。(2)Mg與冷水反應(yīng)緩慢，但在加熱條件下(或用沸水)，Mg與水的反應(yīng)明顯加快。如：Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up17