2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第三章 第一节 第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物 学案 （含答案）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第三章 第一节 第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物 学案 （含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 741.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-06 19:47:48 | ||
图片预览
文档简介
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
[核心素养发展目标] 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
一、铁的单质
1．铁的存在和冶炼
(1)存在
铁在自然界中可以以________形态(陨铁)存在，但主要是以________价和________价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于________、________和________。
(2)冶炼
工业炼铁的原理是用还原法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)：________________________________________________________________________。
2．铁的物理性质
铁有________性、________性、________性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被________吸引，其熔、沸点较________。
思考1 为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应。
写出下列有关反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
①Fe与非金属单质反应
②Fe与非氧化性酸反应(如盐酸)
______________________________________________________________________________。
③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液)
______________________________________________________________________________。
思考2 上述反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
思考3 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？
用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是________________________________，证明生成了________，则该反应的化学方程式为________________________________。上述实验装置中，湿棉花的作用是___________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。
1．判断正误
(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法( )
(4)1 mol Fe与水蒸气高温下反应转移 mol e－( )
2．下列有关铁的说法不正确的是( )
A．铁与水蒸气的反应中铁为还原剂
B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4
D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的矿石炼铁
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
阅读课本，填写下表空白：
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 —
颜色、状态 黑色粉末 ________粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 ________溶于水
类别 ________氧化物 ________氧化物 －
铁的价态 ______、______
与H＋反应的离子方程式
稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的________________与______________反应而制得。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
现象 产生________絮状沉淀，迅速变为________，最终变为________沉淀 生成________沉淀
离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； ___________________________________________________________________ Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓
实验结论 ______________很不稳定，极易转化为______________
思考 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过______________，目的是___________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是________________________________________________________________________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 ________固体 ______固体
溶解性 ________溶于水 ____溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式
稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气)
1．判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气( )
2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性
B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能
D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3
1．(2022·黑龙江宾县二中高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁体吸引
C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
2．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出
C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显
D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是______________________________________________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是
_______________________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
一、
1．(1)单质 ＋2 ＋3 氧 硅 铝
(2)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
2．延展 导热 导电 磁体 高
思考1 金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。
3．(1)①2Fe＋3Cl22FeCl3 3Fe＋2O2Fe3O4
②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
③Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
思考2 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些金属单质、酸和盐溶液反应。铁与弱氧化剂(如盐酸、CuSO4等)反应，生成＋2价铁的化合物，而与较强的氧化剂(如Cl2等)反应，生成＋3价铁的化合物。
思考3 在高温下，铁能与水发生反应。
肥皂泡燃烧，听到爆鸣声 H2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 受热时提供反应所需的水蒸气
应用体验
1．(1)× (2)× (3)× (4)√
2．B [铁和稀硫酸反应的离子方程式应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。]
二、
1．铁红 磁性氧化铁 红棕色 不 碱性 碱性 ＋2 ＋3 ＋2 ＋3 FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
2．(1)可溶性盐 可溶性碱 白色 灰绿色 红褐色 红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
思考 (1)加热煮沸 赶走溶解的氧气
(2)隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化
(3)防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2
(2)白色 红褐色 不 不 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋ ===Fe3＋＋3H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
应用体验
1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．A
随堂演练 知识落实
1．C 2.D
3．(1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
(5)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
[核心素养发展目标] 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
一、铁的单质
1．铁的存在和冶炼
(1)存在
铁在自然界中可以以________形态(陨铁)存在，但主要是以________价和________价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于________、________和________。
(2)冶炼
工业炼铁的原理是用还原法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)：________________________________________________________________________。
2．铁的物理性质
铁有________性、________性、________性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被________吸引，其熔、沸点较________。
思考1 为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应。
写出下列有关反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
①Fe与非金属单质反应
②Fe与非氧化性酸反应(如盐酸)
______________________________________________________________________________。
③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液)
______________________________________________________________________________。
思考2 上述反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
思考3 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？
用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是________________________________，证明生成了________，则该反应的化学方程式为________________________________。上述实验装置中，湿棉花的作用是___________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。
1．判断正误
(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法( )
(4)1 mol Fe与水蒸气高温下反应转移 mol e－( )
2．下列有关铁的说法不正确的是( )
A．铁与水蒸气的反应中铁为还原剂
B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4
D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的矿石炼铁
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
阅读课本，填写下表空白：
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 —
颜色、状态 黑色粉末 ________粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 ________溶于水
类别 ________氧化物 ________氧化物 －
铁的价态 ______、______
与H＋反应的离子方程式
稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的________________与______________反应而制得。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
现象 产生________絮状沉淀，迅速变为________，最终变为________沉淀 生成________沉淀
离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； ___________________________________________________________________ Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓
实验结论 ______________很不稳定，极易转化为______________
思考 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过______________，目的是___________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是________________________________________________________________________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 ________固体 ______固体
溶解性 ________溶于水 ____溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式
稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气)
1．判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气( )
2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性
B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能
D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3
1．(2022·黑龙江宾县二中高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁体吸引
C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
2．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出
C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显
D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是______________________________________________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是
_______________________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
一、
1．(1)单质 ＋2 ＋3 氧 硅 铝
(2)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
2．延展 导热 导电 磁体 高
思考1 金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。
3．(1)①2Fe＋3Cl22FeCl3 3Fe＋2O2Fe3O4
②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
③Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
思考2 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些金属单质、酸和盐溶液反应。铁与弱氧化剂(如盐酸、CuSO4等)反应，生成＋2价铁的化合物，而与较强的氧化剂(如Cl2等)反应，生成＋3价铁的化合物。
思考3 在高温下，铁能与水发生反应。
肥皂泡燃烧，听到爆鸣声 H2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 受热时提供反应所需的水蒸气
应用体验
1．(1)× (2)× (3)× (4)√
2．B [铁和稀硫酸反应的离子方程式应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。]
二、
1．铁红 磁性氧化铁 红棕色 不 碱性 碱性 ＋2 ＋3 ＋2 ＋3 FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
2．(1)可溶性盐 可溶性碱 白色 灰绿色 红褐色 红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
思考 (1)加热煮沸 赶走溶解的氧气
(2)隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化
(3)防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2
(2)白色 红褐色 不 不 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋ ===Fe3＋＋3H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
应用体验
1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．A
随堂演练 知识落实
1．C 2.D
3．(1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
(5)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3