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課時鐵的單質(zhì)學(xué)案新人教版必修1

PAGE5-第1課時鐵的單質(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個或3個電子，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價或＋3價鐵。1．Fe－3e－→Fe3＋：(1)與非金屬單質(zhì)Cl2、Br22Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(點燃))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錯誤；鐵與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，故B錯誤；鐵可以置換出硫酸銅中的銅單質(zhì)，故C錯誤；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錯誤；鐵是活潑金屬，能把在金屬活動性依次表中位于其后的金屬離子從其鹽溶液中置換出來，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價轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價的是(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價鐵，B錯誤；稀硫酸與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，得到的是＋2價鐵，C錯誤；硫酸銅溶液與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，得到的是＋2價鐵，D錯誤。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，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)的試驗裝置如圖，下列說法正確的是(B)A．試驗時，試管口應(yīng)高于試管底B．加熱時試管內(nèi)生成黑色物質(zhì)，點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：固體加熱時試管口應(yīng)向下傾斜，A錯誤；Fe與水反應(yīng)生成Fe3O4，此反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，C、D錯誤。7．某同學(xué)欲在試驗室中完成Fe與水蒸氣反應(yīng)的試驗，試驗裝置如圖甲、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。對比兩套裝置，回答下列問題：(1)如何檢查乙裝置的氣密性？向H中加入水至沒過導(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)對比甲、乙兩裝置的B和K，B的優(yōu)點是運用石棉絨，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)水柱并保持一段時間，證明裝置的氣密性良好。(2)試驗?zāi)康氖峭瓿设F與水蒸氣的反應(yīng)，濕沙子受熱時，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)潮濕的氫氣很難點燃，故H的作用是干燥氫氣。(5)裝置B中運用石棉絨，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