【公开课】铁的单质、氧化物、氢氧化物课件高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章

铁

金属材料第一节

铁及其化合物第一课时铁的单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物学习目标1.了解单质铁、铁的氧化物性质及用途；2.通过实验认识铁单质与水蒸气的反应的条件，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识；3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。铁元素在自然界中的分布陨铁赤铁矿磁铁矿陨铁是自然界中铁元素的单质形态，但是铁元素更多地以化合物的形式存在于矿石中。钠在自然界有单质吗？为什么？铁的性质1．铁的物理性质铁有_______和_______。铁能_____，但其导电性不如铜和铝。铁能被_____吸引。2．铁的化学性质(1)铁与___________的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成____价铁的化合物。(2)铁与___________的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去__个电子生成____价铁的化合物。延展性导热性导电磁体氧化性较弱+2氧化性较强+33铁的性质(3)红热的铁能与水蒸气发生反应，生成___________和_____。化学方程式：___________________________。四氧化三铁氢气3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2高温====铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4纯净物俗称—________________颜色和状态___色粉末_______粉末___色晶体铁的价态____价____价＋2价、＋3价水溶性_______________与盐酸反应(离子方程式)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O铁红磁性氧化物黑红棕色黑+2+3不溶不溶不溶铁的氢氧化物在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。铁的氢氧化物(1)在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液，生成__________沉淀，原因是_________________________________(填反应的离子方程式)。(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成________絮状沉淀，原因是_________________________________(填反应的离子方程式)，沉淀迅速变成灰绿色，最后会有红褐色沉淀生成，原因是________________________________________(填反应的化学方程式)。红褐色白色Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

Fe(OH)2Fe(OH)3颜色__________________溶解性________________________制备________________________________________________铁单质(3)Fe(OH)2与Fe(OH)3的制备与性质白色红褐色难溶于水难溶于水Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓

Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

Fe(OH)2Fe(OH)3性质还原性________________________

不稳定性(隔绝空气加热)

_________________________

__________________________与酸反应_______________________________________________________铁单质在空气中迅速被氧气氧化Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

铁及其氧化物的性质材料一：铁陨石在化学成分上除Ni和Fe外，还含有Co、S、P、Cu、Cr、Ga、Ge和Ir等元素。有少数铁陨石还含有硅酸盐包体。铁陨石与地球岩石十分相似，所以一般很难鉴别。材料二：从上世纪70年代开始，珍品陨石的价格就已经与黄金相差无几。陨石最终的价值高低，要综合陨石的材质、结构、纹理等一起来评定，稀有陨石则可达到每克万元以上。铁及其氧化物的性质1．铁陨石可以应用磁铁检验法，说明单质铁具有哪些性质？说明铁具有可以被磁铁吸引的性质。2．铁陨石中主要含有Fe和Ni，若取少量陨石，加入足量的稀盐酸，你会观察到哪些现象(假设铁陨石的其他成分不与盐酸反应)？请写出相关的化学方程式。铁及其氧化物的性质3．某化学兴趣小组讨论：金属钠可以与水剧烈反应，生成氢气与氢氧化钠，那么金属铁是否可以与水反应呢？如果反应会生成氢气吗？针对问题，该小组设计出如下的实验装置进行探究。铁及其氧化物的性质方法方法一（实验改进）方法二气体检验用小试管C收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了_______用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了_______实验结论__________________________________________化学方程式__________________________________________方法二中湿棉花的作用__________________________________________H2

H2

铁可与水蒸气反应，生成的气体为H2

提供反应所需水蒸气掌握铁的氧化物的性质1．阿尔法磁谱仪又译为反物质太空磁谱仪，我国科学家为磁谱仪倾注了大量心血，磁谱仪已随航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是FeO、Fe2O3、Fe3O4中的哪一种？Fe3O4。制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，在铁的各种化合物中，只有Fe3O4是具有磁性的物质，其他均不具有磁性。掌握铁的氧化物的性质2．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。都是由黏土烧制的砖瓦(黏土中含有铁元素)，有的是黑色的，有的却是红色的，请分析其颜色不同的原因？砖瓦显黑色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与O2反应，生成黑色的FeO与Fe3O4。砖瓦显红色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与O2反应，生成红棕色的Fe2O3。铁的还原性铁的还原性铁的还原性从氧化还原反应的角度，分析FeO、Fe2O3、Fe3O4的氧化性和还原性。FeO有还原性，Fe2O3有氧化性，Fe3O4既有氧化性又有还原性。但FeO与Fe2O3中Fe元素价态相邻，两者不会反应。FeO、Fe3O4遇强氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁不稳定，工业上和生活上通常都是把它转化为氢氧化铁，再进行利用。某化学兴趣小组用如图所示装置制备氢氧化亚铁。将吸有NaOH溶液的胶头滴管悬空于试管上方，缓慢挤出NaOH溶液，均匀滴入试管中的FeSO4溶液中。该小组同学反映该试管中出现以下现象：试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁的制备方法(1)写出发生该现象的化学方程式：____________________________________________________________。(2)利用该方法能否制备氢氧化亚铁：_____。(3)实验室要制取Fe(OH)2，关键是_______________________。FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3不能避免生成的Fe(OH)2接触O2氢氧化亚铁的制备(4)该小组对制取装置进行了改进，取用最新配制的FeSO4溶液；NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，成功制得了氢氧化亚铁。

①NaOH溶液要经过加热煮沸，目的是__________________；②在FeSO4溶液表面覆盖一层苯，作用是_____________________。赶走溶解的氧气隔绝空气中的氧气氢氧化亚铁的制备制备Fe(OH)2时防氧化措施(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。氢氧化亚铁的制备【注意】(1)氢氧化亚铁制备时所用水如不煮沸，其中会有氧气，制得的氢氧化亚铁易被氧化；(2)制得的氢氧化亚铁不能接触氧气等具有氧化性的物质，否则会被氧化变为红褐色。随堂训练有人设计出一种在隔绝空气条件下钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100mL的大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：随堂训练(1)大试管的下层溶液中出现什么现象？钠与FeSO4溶液剧烈反应，产生气泡，并生成白色絮状沉淀。由于金属Na的密度比H2O的小，但比煤油的大，故钠粒应位于两种液体的交界处，Na与FeSO4溶液接触的部分与H2O发生反应生成NaOH和H2，NaOH与FeSO4发生反应生成白色絮状沉淀Fe(OH)2，因隔绝了空气，制得的白色Fe(OH)2可以保存较长时间。随堂训练(2)装置中长颈漏斗内液面下降还是上升？上升。由于大试管内产生H2，大试管内气压增大，把大试管内的液体压入长颈漏斗中，故长颈漏斗内的液面上升。(3)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式。随堂训练红珊瑚栖息于200~2000米深的海域，产于台湾海峡、中国南海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥富有的象征，一直被用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是()A．NaB．FeC．ZnD．CuB

随堂训练铁的应用在我国历史悠久。《史记•货殖列传》：“邯郸郭纵以铁冶成业。”下列反应中，铁只能转化为＋3价铁的是()A．少量铁与稀硫酸反应B．铁丝在氧气中燃烧C．过量铁粉在氯气中燃烧D．Fe投入CuSO4溶液中C

随堂训练下列有关金属及其化合物的说法正确的是()A．钠在空气中燃烧生成白色固体Na2O2B．过量铁粉在氯气中燃烧，可以生成FeCl2C．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O