3.1.1鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物 課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

第1課時鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物【課程目標(biāo)】1.結(jié)合生活中鐵制品的應(yīng)用，了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途。2．通過探究實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識鐵單質(zhì)與水蒸氣的反應(yīng)。3．通過實(shí)驗(yàn)掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。內(nèi)容索引01.夯基提能02.素養(yǎng)落實(shí)03.課時作業(yè)（十八）知識點(diǎn)一鐵的單質(zhì)知識點(diǎn)二鐵的氧化物和氫氧化物題型

制備Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)01.夯基提能知識點(diǎn)一鐵的單質(zhì)【知識銜接】

(1)自然界中鐵的存在形態(tài)在地殼中的含量僅次于O、Si和Al

1．物理性質(zhì)鐵片呈銀白色，鐵粉呈黑色，有延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，鐵還能被________吸引。磁體【師說·助學(xué)1】為什么鐵粉是黑色的？提示：入射光線進(jìn)到金屬小顆粒中，就像進(jìn)了“迷魂陣”，從一個小顆粒反射到另一個小顆粒，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。2．化學(xué)性質(zhì)(1)與酸的反應(yīng)：Fe＋2H＋===________________。(2)與硫酸銅溶液的反應(yīng)：______________________________。Fe2＋＋H2↑Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu

Fe3O4(4)鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)上述實(shí)驗(yàn)裝置中，濕棉花的作用是___________________________。用燃著的火柴去點(diǎn)肥皂泡，觀察到的現(xiàn)象是肥皂泡燃燒，聽到爆鳴聲，證明生成了________，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

H2

受熱時提供反應(yīng)所需的水蒸氣【師說·助學(xué)2】用下列實(shí)驗(yàn)裝置也可以探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)。反應(yīng)開始時，應(yīng)先點(diǎn)燃________處的酒精燈，其目的是____________________________，若點(diǎn)燃順序反了，可能有兩個后果：①_______________________________________________________；②_______________________________________________________。b

用水蒸氣排出裝置內(nèi)的空氣Fe與空氣中的O2反應(yīng)，無法與水蒸氣反應(yīng)Fe與水蒸氣反應(yīng)生成H2，在高溫下與空氣中的O2反應(yīng)可能發(fā)生爆炸【歸納總結(jié)】鐵在氧氣中燃燒或與水蒸氣反應(yīng)生成既有＋2價又有＋3價鐵元素的氧化物Fe3O4?！炯磳W(xué)即練】1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)由于鐵單質(zhì)化學(xué)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(yīng)生成Fe2＋：________________________________________________________。錯誤。隕鐵中含有游離態(tài)的鐵單質(zhì)。錯誤。鐵與ZnCl2溶液不能發(fā)生反應(yīng)。(3)分離鐵粉與銅粉的混合物時，只能用化學(xué)方法：________________________________________________________。(4)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：________________________________________________________。錯誤。用磁鐵也可以分離鐵粉與銅粉的混合物。錯誤。鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)只能生成Fe3O4和H2。2．[教材改編題]某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)，請回答下列問題。(1)A裝置的作用是____________________________________。(2)D裝置的作用是____________________________________。產(chǎn)生水蒸氣

除去未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2解析：D裝置的作用是除去未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2。(3)A、B兩個裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃________處的酒精(噴)燈，點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是________________________________。A

收集H2，并檢驗(yàn)其純度解析：應(yīng)先點(diǎn)燃A處酒精燈，若先點(diǎn)燃B處酒精噴燈，B裝置中的Fe會與空氣中的O2反應(yīng)；點(diǎn)燃E處酒精燈之前要收集H2，并檢驗(yàn)其純度。知識點(diǎn)二鐵的氧化物和氫氧化物1．鐵的氧化物

氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗稱—__________________顏色、狀態(tài)

黑色粉末______色粉末____色晶體(有磁性)溶解性不溶于水類別________氧化物________氧化物________氧化物鐵紅磁性氧化鐵紅棕黑金屬金屬金屬鐵的價態(tài)________________________與酸反應(yīng)的離子方程式__________________________—穩(wěn)定性6FeO＋O22Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定用途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＋2＋3＋2、＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備【教材實(shí)驗(yàn)3－1】

Fe(OH)2Fe(OH)3實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)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褐色此現(xiàn)象說明白色絮狀沉淀為Fe(OH)2生成紅褐色沉淀離子方程式________________________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論均可由對應(yīng)的可溶性鹽與堿溶液反應(yīng)制得；在空氣中Fe(OH)2極易被氧化為Fe(OH)3制備Fe(OH)2前盡可能使用不含氧氣的溶液Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓【師說·助學(xué)】

如圖是制備Fe(OH)2的裝置。將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是什么？提示：防止滴加NaOH溶液時帶入空氣氧化Fe(OH)2。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比較

Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)________色固體________色固體溶解性不溶于水不溶于水與H＋反應(yīng)的離子方程式____________________________________穩(wěn)定性Fe(OH)2FeO＋H2O(隔絕空氣)__________________白紅褐Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

【即學(xué)即練】1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)Fe3O4中鐵的化合價有＋2價和＋3價，是一種混合物：_________________________________________________________。(2)Fe(OH)3不能利用化合反應(yīng)生成：_________________________________________________________。(3)因?yàn)镕e(OH)2易被氧化，所以在制備時要隔絕空氣：_________________________________________________________。錯誤。Fe3O4中鐵的化合價有＋2價和＋3價，是一種純凈物。錯誤。Fe(OH)3可以利用化合反應(yīng)生成，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。正確。

答案：A3．[2024·廣東惠州高一期末]將鐵屑溶于過量的稀鹽酸后加入過量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱至沉淀質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是(

)A．Fe(OH)3；Fe2O3B．Fe(OH)2；Fe2O3C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)3答案：B解析：鐵屑溶于過量的稀鹽酸后生成氯化亞鐵，加入過量的NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)2在空氣中易被氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3受熱分解生成水和紅棕色的Fe2O3，故B正確。02.素養(yǎng)落實(shí)題型

制備Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

例如圖是制備Fe(OH)2的改進(jìn)裝置，思考并回答下列問題。(1)配制NaOH溶液和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(jī)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__________________________________。加熱煮沸除去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溶液時帶入空氣氧化Fe(OH)2【歸納總結(jié)】制備Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)狀元隨筆制備Fe(OH)2防氧化的兩個角度(1)反應(yīng)試劑：配制溶液所用的蒸餾水必須經(jīng)煮沸、冷卻后使用。(2)反應(yīng)環(huán)境：用有機(jī)溶劑覆蓋法隔絕空氣，如圖甲；還原性氣體保護(hù)法，如圖乙、丙。【變式演練】在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制得的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色。(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是________________。在試管Ⅱ里加入的試劑是________________。(2)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(shí)驗(yàn)步驟是___________________________________________________________________。(3)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是_________________________________________________________。稀硫酸、鐵屑NaOH溶液

打開止水夾a，檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出H2的純度，當(dāng)排出的H2純凈時，再關(guān)閉止水夾a試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入03.課時作業(yè)（十八）題組一鐵的單質(zhì)1．(3分)[2024·東莞高一期末]我國宋代《開寶本草》中記載了中藥材鐵華粉的制作方法：“取鋼煅作葉，如笏或團(tuán)，平面磨錯令光、凈，以鹽水灑之，于醋甕中陰處埋之一百日，鐵上衣生，鐵華成矣?！毕铝姓f法錯誤的是(

)A．“取鋼煅作葉，如笏或團(tuán)”說明金屬鐵有較好的延展性B．“平面磨錯令光、凈”的目的是除去表面的鐵銹C．“鐵上衣生”的原因是鐵被氧氣氧化D．中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵答案：C解析：把鋼煅作或長或圓的葉子形狀，說明金屬鐵有良好延展性，故A正確；金屬鐵在醋甕中密封保存，隔絕空氣，鐵與醋酸反應(yīng)生成醋酸亞鐵，而不能與氧氣反應(yīng)，故C錯誤；中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵，故開始要除去鐵銹，防止三價鐵影響產(chǎn)物純度，故B、D正確。2．(3分)[2024·福州高一期末]常溫下，將鐵片放入下列溶液中，不發(fā)生反應(yīng)的是(

)A．稀硫酸

B．氯水C．氫氧化鈉溶液D．硫酸銅溶液答案：C解析：鐵與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，A不符合題意；氯水呈酸性、強(qiáng)氧化性，可以和鐵反應(yīng)，B不符合題意；鐵與氫氧化鈉溶液不發(fā)生反應(yīng)，C符合題意；鐵與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，D不符合題意。3．(3分)[教材改編題]下列變化通過一步反應(yīng)不能直接完成的是(

)A．Fe―→Fe3O4

B．Na―→Na2CO3C．Na2O2―→NaOHD．Na―→Na2O2答案：B

4．(3分)鐵粉在高溫條件下可與水蒸氣反應(yīng)，若反應(yīng)后得到的干燥固體質(zhì)量比反應(yīng)前鐵粉的質(zhì)量增加了32g，則參加反應(yīng)的鐵粉的物質(zhì)的量是(

)A．0.5molB．1molC．1.5molD．2mol答案：C

題組二鐵的氧化物5．(3分)[2024·福建閩清高一期末]北宋沈括的《夢溪筆談》中對指南針有詳細(xì)記載：“方家以磁石磨針鋒，則能指南?！贝攀闹饕煞质?

)A．FeO

B．Fe2O3C．Fe3O4D．CuFeS2答案：C解析：Fe3O4叫做磁性氧化鐵，具有磁性，磁石的主要成分是Fe3O4。6．(3分)[2024·東莞高一期中]下列說法正確的是(

)A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應(yīng)生成Fe(OH)3C．鐵銹的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中鐵元素有＋2價和＋3價，F(xiàn)e3O4是混合物答案：C解析：赤鐵礦、鐵銹的主要成分均是Fe2O3，A錯誤，C正確；Fe2O3為堿性氧化物，但不與水反應(yīng)，B錯誤；Fe3O4為化合物，不是混合物，D錯誤。題組三鐵的氫氧化物7．(3分)[2024·河北定州高一期中]在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。下列關(guān)于該反應(yīng)的敘述不正確的是(

)A．生成物為氫氧化鐵

B．該反應(yīng)是化合反應(yīng)C．該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)

D．氫氧化亞鐵作氧化劑答案：D解析：氫氧化亞鐵易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，該反應(yīng)既是化合反應(yīng)，又是氧化還原反應(yīng)，氫氧化亞鐵是還原劑，氧氣是氧化劑。8．(3分)[2024·山東海陽高一期中]下列實(shí)驗(yàn)操作能夠制取Fe(OH)2并能較長時間觀察到白色沉淀的是(

)答案：D解析：CCl4密度大，應(yīng)在下層，不能長時間觀察到白色沉淀，B錯誤；油密度小，在上層，可防止氧氣氧化Fe(OH)2，能較長時間觀察到白色沉淀，D正確?！揪C合練|選考通關(guān)】9．(3分)[2024·山東萊陽高一期末]某學(xué)生以鐵絲和Cl2為原料進(jìn)行下列三個實(shí)驗(yàn)。從分類角度分析，下列說法正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)①②所涉及的物質(zhì)均為電解質(zhì)B．實(shí)驗(yàn)①③發(fā)生的均為離子反應(yīng)C．實(shí)驗(yàn)②③均未發(fā)生氧化還原反應(yīng)D．實(shí)驗(yàn)①③反應(yīng)制得的物質(zhì)均為純凈物答案：C解析：實(shí)驗(yàn)①中鐵與氯氣都是單質(zhì)，不是電解質(zhì)，故A錯誤；實(shí)驗(yàn)①中鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，不是離子間發(fā)生的反應(yīng)，不屬于離子反應(yīng)，故B錯誤；實(shí)驗(yàn)②中氯化鐵溶于水為物理變化，實(shí)驗(yàn)③中氯化鐵水解生成氫氧化鐵膠體，沒有化合價變化，不屬于氧化還原反應(yīng)，故C正確；實(shí)驗(yàn)③得到氫氧化鐵膠體，屬于混合物，故D錯誤。10．(3分)[2024·湖北松滋高一檢測]鐵有＋2價和＋3價兩種價態(tài)，下列有關(guān)反應(yīng)中不涉及鐵元素價態(tài)變化的是(

)A．鐵與稀硫酸反應(yīng)B．鐵在氧氣中燃燒，其產(chǎn)物溶于鹽酸中可得到兩種鹽C．氫氧化亞鐵是白色固體，在空氣中迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色D．氫氧化鐵受熱分解答案：D解析：Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4和H2，鐵元素的化合價由0價升至＋2價，涉及鐵元素價態(tài)變化，A不符合題意；Fe在氧氣中燃燒生成Fe3O4，鐵元素的化合價發(fā)生變化，B不符合題意；白色氫氧化亞鐵固體在空氣中迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，鐵元素的化合價由＋2價升至＋3價，C不符合題意；氫氧化鐵受熱分解生成Fe2O3和水，反應(yīng)前后鐵元素的化合價均為＋3價，不涉及鐵元素價態(tài)變化，D符合題意。11．(3分)將磁性氧化鐵放入稀硝酸中可發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)x＋NO↑＋14H2O。下列判斷正確的是(

)A．Fe(NO3)x中的x為2B．反應(yīng)中每生成0.2mol還原產(chǎn)物，就有0.6mol電子轉(zhuǎn)移C．HNO3在反應(yīng)中全部被還原D．磁性氧化鐵中的鐵元素全部被氧化答案：B解析：由N原子守恒可知，28＝9x＋1，解得x＝3，故A項(xiàng)錯誤；N元素的化合價由＋5價降低為＋2價，則反應(yīng)中每生成0.2mol還原產(chǎn)物，就有0.2mol×(5－2)＝0.6mol電子轉(zhuǎn)移，故B項(xiàng)正確；稀硝酸在反應(yīng)中生成硝酸鹽和NO，則HNO3在反應(yīng)中部分被還原，故C項(xiàng)錯誤；磁性氧化鐵中的Fe元素有＋2價和＋3價，則鐵元素部分被氧化，故D項(xiàng)錯誤。

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是________，A中反應(yīng)的離子方程式是________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時先將止水夾E________(填“打開”或“關(guān)閉”)，C中收集到氣體的主要成分是________。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程：________________________________________。(4)拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________鐵屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑打開H2關(guān)閉止水夾E，使FeSO4溶液壓入B瓶中進(jìn)行反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

13．(8分)[2024·安徽長豐高一期中]A～J都是初中化學(xué)中的常見物質(zhì)，其中D、E對維持自然界生命活動至關(guān)重要，A、B為黑色固體，C是紅色金屬單質(zhì)，H為氣體。它們的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。請回答下列問題。(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：B____________，I____________。(2)反應(yīng)①②③④中屬于置換反應(yīng)的是____________(填序號)。(3)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式________________________________。CuOFeSO4①