2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料1.1鐵及其氧化物學(xué)案新人教版必修1

PAGE1-鐵及其氧化物【學(xué)法指導(dǎo)】1.相識(shí)鐵元素在自然界中的存在形態(tài)及鐵的冶煉歷史。2.從氧化還原反應(yīng)角度相識(shí)鐵與氧化劑反應(yīng)的產(chǎn)物；相識(shí)鐵與水蒸氣反應(yīng)的條件及生成物的確定方法?！净A(chǔ)梳理】『情境一』我國(guó)的勞動(dòng)人民在春秋時(shí)期就會(huì)冶鐵，比歐洲早近2000年，并且我國(guó)鐵礦石的儲(chǔ)量居世界第一，從1996年起先我國(guó)年鋼產(chǎn)量連續(xù)超1億噸，位居世界首位。高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳，在爐內(nèi)上升過(guò)程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。反應(yīng)原理：一、鐵單質(zhì)1、元素及存在(1)人類最早運(yùn)用鐵，是來(lái)自太空的隕鐵。鐵在自然界中以單質(zhì)形態(tài)存在于中，鐵元素在自然界中主要以+2價(jià)和+3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中。(2)鐵元素在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁，居第位。(3)鐵位于第周期族，常顯+2、+3價(jià)，且Fe3+比Fe2+穩(wěn)定。2.物理性質(zhì)銀白色光澤、密度大，熔沸點(diǎn)高，延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性較好，能被磁鐵吸引。3.化學(xué)性質(zhì)(強(qiáng)還原性)(1)與非氧化性酸反應(yīng)（HCl）(2)與鹽溶液反應(yīng)（CuSO4、AgNO3）(3)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)（Cl2、O2、S)?思索探討一1.鐵絲放入CuSO4溶液、AgNO3溶液中反應(yīng)的現(xiàn)象分別是什么？2.一般活潑金屬可將不活潑的金屬能從它的鹽溶液中置換出來(lái)。Na、K是否具有此性質(zhì)？【典型例題1】下列關(guān)于鐵的敘述中錯(cuò)誤的是 （）A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬B.鐵能被磁體吸引C.鐵是地殼中含量最多的金屬元素D.純鐵的抗腐蝕實(shí)力比生鐵強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化答案：C解析：地殼中含量最多的金屬元素是Al?！镜湫屠}2】下列說(shuō)法不正確的是（）A.Fe在過(guò)量中燃燒生成B.Fe與少量的發(fā)生反應(yīng)生成C.Fe在潮濕的環(huán)境中易生銹D.Fe在氧氣中燃燒須要在集氣瓶中放少量沙子，以免炸裂集氣瓶答案：A解析：Fe在中燃燒生成,A選項(xiàng)錯(cuò)誤?！呵榫扯辉阡撹F廠的生產(chǎn)中，炙熱的鐵水或鋼水注入磨具前，模具必需進(jìn)行充分的干燥處理，這是為什么？寫出反應(yīng)原理?！涸囼?yàn)?設(shè)計(jì)』鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，（可以在水、氧氣的條件下被腐蝕生銹，主要成分是氧化鐵）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔的試驗(yàn)裝置，使鐵粉與水蒸氣反應(yīng)。裝置現(xiàn)象留意事項(xiàng)

。①棉花的作用：

。②酒精燈的火焰可用防風(fēng)罩套住，可以加熱效果更好。③肥皂液的作用：

。④結(jié)束時(shí)，先撤導(dǎo)管，再移酒精燈?！荷钔?規(guī)律』金屬與水反應(yīng)的一般規(guī)律常見金屬的活動(dòng)性依次：金屬性越強(qiáng)，常溫下與水反應(yīng)越猛烈；活潑金屬K、Na等可與冷水快速猛烈反應(yīng)(放熱)，生成可溶性堿與H2。2、Mg與冷水反應(yīng)緩慢，但在加熱條件(或沸水)，Mg與水的反應(yīng)加快。3、Fe、Zn等可以與水蒸氣反應(yīng)生成金屬氧化物和H2。4、Cu、Hg、Ag、Pt、Au不與水反應(yīng)?！镜湫屠}3】有關(guān)鐵與水反應(yīng)的說(shuō)法中，正確的是（ ）A.在任何條件下鐵與水均不發(fā)生反應(yīng)B.Fe與熱水反應(yīng)可生成可燃性的C.在高溫時(shí)，鐵與水蒸氣反應(yīng)的方程式為D.鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)后生成的固體溶于,所得溶液能使酸性高錳酸鉀褪色答案：D解析：Fe不能與熱水反應(yīng)，而是與高溫水蒸氣反應(yīng)，生成，溶于稀硫酸后的溶液中含有能使溶液褪色?！镜湫屠}4】還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置如圖所示，下列有關(guān)該試驗(yàn)的說(shuō)法正確的是（）A.反應(yīng)生成FeOB.濕棉花的主要作用是冷卻試管，防止炸裂C.肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的D.鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后，可馬上用磁鐵將剩余鐵粉分別出來(lái)答案：C解析：A.鐵與水蒸氣反應(yīng)生成，A錯(cuò)誤;B.濕棉花的作用是供應(yīng)反應(yīng)物水蒸氣，B錯(cuò)誤;C.運(yùn)用肥皂液的作用是檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的，反應(yīng)一段時(shí)間后，有肥皂泡吹起時(shí)，用點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡，當(dāng)聽到爆鳴聲時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)生了，C正確;D.鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物四氧化三鐵也以被磁鐵吸引，不能馬上分別出鐵粉，D『情境三』"朱門酒肉臭，路有凍死骨"，出自杜甫的《自京赴奉先縣詠懷五百字》，意思是貴族人家里飄出酒肉的香味，窮人們卻在街頭因凍餓而死?！爸扉T”指的是什么？二、鐵的氧化物1.氧化亞鐵化學(xué)式FeO鐵元素的化合價(jià)物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)溶解性類別化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性與非氧化性酸反應(yīng)氧化性2.氧化鐵化學(xué)式Fe2O3俗稱鐵紅;鐵銹的主要成分鐵元素的化合價(jià)物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)溶解性類別化學(xué)性質(zhì)與非氧化性酸反應(yīng)氧化性用途留意：鐵生銹的條件：；鐵生銹生成物：3.四氧化三鐵俗稱：磁性氧化鐵性質(zhì)：黑色晶體;不溶于水；可與酸反應(yīng)。提示：Fe3O4有固定的組成，屬于純凈物，不是混合物。Fe3O4可看成FeO?Fe2O3，與酸反應(yīng)時(shí)，可看成FeO、Fe2O3分別與酸反應(yīng)，然后把兩個(gè)反應(yīng)相加?！镜湫屠}5】以下有關(guān)鐵的氧化物的敘述中正確的是（）A.常見的鐵的氧化物FeO、、都是黑色B.鐵的氧化物中、都有磁性C.作為煉鐵原料之一的赤鐵礦的主要成分是D.鐵的氧化物、都只有氧化性答案：C解析：FeO和是黑色的，而赤鐵礦的主要成分是紅棕色的,A錯(cuò)誤，C正確。常見的鐵的氧化物中，只有有磁性，B錯(cuò)誤。中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià)，既有氧化性又有還原性，D錯(cuò)誤?！镜湫屠}6】把含有氧化鐵的鐵片投入到足量的稀硫酸中,直到鐵片完全溶解,經(jīng)分析該溶液中無(wú),且生成的與反應(yīng)生成的的物質(zhì)的量之比為3:1,則原混合物與Fe的物質(zhì)的量之比為(

)A.1:1 B.2:5 C.4:1 D.3:1答案：B解析：解析：設(shè)原混合物中含有xmolFe,ymol，y

2y

2y

y

3y(x?y)

(x?y)

(x?y)則：[3y+(x?y)]:(x?y)=3:1，y:x=2:5，故選B【課后練習(xí)】1.下列關(guān)于鐵的氧化物說(shuō)法不正確的是 （ ）A.鐵的氧化物通常狀況下都是有色固體B.四氧化三鐵是一種困難的鐵的氧化物，它與鹽酸反應(yīng)后的溶液中同時(shí)存在和C.氧化鐵是鐵銹的主要成分，因此氧化鐵俗稱為鐵銹D.工業(yè)上常運(yùn)用鐵的氧化物做原料冶煉鐵2.下列方案得不到的是（）A.將FeO放在空氣里高溫加熱B.將Fe絲放在氧氣里燃燒C.將Fe絲放在水蒸氣里高溫加熱D.將Fe絲放在潮濕的空氣里緩慢生銹3.鐵與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是（ ）A.B.C.D.4.鐵銹的成分中含有鐵的氧化物、鐵的氫氧化物。探討證明，鐵器生銹與空氣中的氧氣、水蒸氣有關(guān)，下列做法中最有利于減緩鐵器生銹的是（）A.鐵鍋用完后用水刷洗干凈其表面的油污B.久置不用的鐵刀涂抹凡士林在空氣中保存C.將鐵壺盛水后保存D.鐵勺、鐵鏟放在陰濕處保存5.由組成的混合物，測(cè)得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為21:8,則混合物中,的物質(zhì)的量之比可能為（）A.1:2:1 B.1:2:3 C.1:3:1 D.1:1:36.現(xiàn)有某鐵的氧化物樣品，用35mL5的鹽酸恰好完全溶解，向反應(yīng)后的溶液中通入氯氣140mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，可以全部轉(zhuǎn)化為。則該氧化物可能的化學(xué)式為()A. B. C. D.7.在肯定條件下，鐵與有關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)，所得產(chǎn)物錯(cuò)誤的是（）A. B. C. D.8.有0.4g鐵的氧化物.用足量的CO在高溫下將其還原,把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中,得到0.75g沉淀。這種鐵的氧化物的化學(xué)式是(

)A.FeO

B.Fe2O3

C.Fe3O4

D.FeO和Fe2O39.關(guān)于下述三個(gè)試驗(yàn):①將鐵釘放入溶液中:;②向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴濃硝酸:;③將鐵釘放入氯化鐵溶液中:。下列推斷正確的是()A.試驗(yàn)①和③中鐵作還原劑B.試驗(yàn)②中既顯氧化性又顯還原性C.氧化性:D.試驗(yàn)③中反應(yīng)的離子方程式為10.某同學(xué)利用如圖所示試驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的試驗(yàn),并對(duì)反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成進(jìn)行了探究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)硬質(zhì)試管中濕棉花的作用是_____________________________。(2)鐵與水蒸氣的反應(yīng)中,氧化劑是__________(填化學(xué)式,下同),還原劑是___________。(3)該同學(xué)對(duì)反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成提出了如下假設(shè):假設(shè)1:只有Fe;假設(shè)2:只有__________(填化學(xué)式);假設(shè)3:既有Fe也有。(4)為了驗(yàn)證反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成,該同學(xué)進(jìn)行了定量探討:反應(yīng)前固體物質(zhì)的質(zhì)量為5.6g,反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6g。從數(shù)據(jù)分析,反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成為_______________________。答案及解析1.答案：C2.答案：D解析：鐵銹呈紅棕色，其主要成分為。3.答案：B解析：鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵和氫氣是單質(zhì)，必需寫化學(xué)式，硫酸、硫酸亞鐵為強(qiáng)電解質(zhì)且都易溶，應(yīng)拆成離子，則反應(yīng)的離子方程式為。4.答案：B解析：鐵器生銹與空氣中的氧氣、水蒸氣有關(guān)，所以要防止鐵生銹，就要盡可能地削減與空氣中的氧氣和水蒸氣接觸.答案選B。5.答案：D解析：由鐵元素與氧元索的質(zhì)量之比為21:8,求得鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為3:4,所以的物質(zhì)的量的多少不影響混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比?？煽闯墒切纬傻幕衔铮手灰奈镔|(zhì)的量之比為1:1即可。6.答案：D解析：設(shè)該鐵的氧化物為，則有、，可得關(guān)系式，即，解得。7.答案：C解析：鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣。8.答案：B解析：CO和鐵的氧化物反應(yīng)時(shí),氧化物中的1molO對(duì)應(yīng)1molCO2,每1molCO2對(duì)應(yīng)1molCaCO3,所以有下列的關(guān)系式:O~CO2~CaCO3.假設(shè)0.4g該氧化物中含氧元素的質(zhì)量為x.

O~CO2~CaCO316

100

x

0.75g解得x=0.12g,n(Fe):n(O)=，故此氧化物的化學(xué)式為Fe2O3.9.答案：A解析：試驗(yàn)②中只顯還原性；試驗(yàn)①證