新教材2024版高中化学第3章铁金属材料第1节铁及其化合物第1课时铁的单质铁的氧化物和氢氧化物课件新人教版必修第一册

第三章铁金属材料①了解铁与某些非金属单质、酸和盐溶液的反应。②通过实验探究了解铁与水蒸气的反应。③了解铁的氧化物的性质及其应用。④了解氢氧化铁和氢氧化亚铁的制取及其性质，了解这些物质在生产和生活中的应用。⑤知道金属材料的常见类型，结合实例认识材料组成、性能与应用的联系。⑥认识铝和铝合金的性质。⑦结合化学方程式了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念之间的有关计算。⑧了解化学计算中的常用方法。

学习内容考查重点铁及其化合物铁的单质①铁及其化合物间的转化关系和方法②Fe2+、Fe3+的检验方法及实验操作③氢氧化亚铁的制备和保存方法④合金的成分和性能、用途⑤物质的量在化学方程式计算中的应用铁的重要化合物——铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐金属材料铁合金铝和铝合金新型合金物质的量在化学方程式计算中的应用第一节铁及其化合物第1课时铁的单质铁的氧化物和氢氧化物课程标准素养目标结合生活中的铁制品应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途科学态度与社会责任通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识宏观辨识与微观探析通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。结合实验现象，认识＋2价铁的强还原性科学探究与创新意识学法指导1．知道铁作为还原剂与某些非金属单质、酸和盐溶液反应时，铁与氧化性较弱的氧化剂反应生成＋2价铁的化合物，铁与氧化性较强的氧化剂反应生成＋3价铁的化合物2．通过对铁与水蒸气反应实验原理的探究，分析可能的生成物3．通过氢氧化铁和氢氧化亚铁的制取实验，探究其性质

课前·新知导学铁的单质1．铁元素概述(1)自然界中的铁：既有单质(________中的铁单质)形态又有化合物(矿石中＋2价、＋3价铁的化合物)形态。(2)含量：铁在地壳中含量居第______位，仅次于_____________。(3)铁开发利用：西周晚期我国已掌握了冶铁技术。工业炼铁原理(以Fe2O3为例)：________________________________。陨石四氧、硅、铝2．铁的物理性质铁有________性、________性、导电性，但其导电性不如________，铁还能被_________吸引。其熔沸点较高，熔点：1535℃、沸点：2750℃，密度：7.86g·cm－3。延展导热铜和铝磁铁3．铁的化学性质(1)与非金属、酸、盐的反应。Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑

Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu

(2)与水反应。实验装置

操作现象用火柴点燃肥皂液，听到_________声，证明生成了________实验结论铁在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为_________________________________

爆鸣H2

(1)金属铁通过哪些类型的反应可直接生成Fe3O4?(2)还原铁粉与水蒸气反应的装置中湿棉花的作用是什么？【答案】高温条件下湿棉花中的水生成水蒸气。微思考下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是 (

)A．反应中有氢气产生B．此反应需在加热条件下才能发生C．生成的铁的化合物中铁全部呈＋3价D．该反应中水作氧化剂【答案】C【解析】Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，其中Fe的化合价为＋2价、＋3价。铁的氧化物1．物理性质氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色状态____________________________________铁的价态_________________________________溶解性都不溶于水黑色粉末红棕色粉末黑色晶体＋2价＋3价＋2价、＋3价2．化学性质(1)稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成____________。(2)与酸反应：FeO和Fe2O3属于________氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为_________________________________________________________。Fe3O4

碱性FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O

3．用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿的主要成分是__________，是炼铁原料，也可作外墙涂料。Fe2O3

四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3，你能否写出四氧化三铁溶于盐酸的离子方程式？【答案】Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加，则Fe3O4溶于盐酸的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O。微思考下列说法正确的是

(

)A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3C．铁锈的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，故Fe3O4是混合物【答案】C【解析】赤铁矿、铁锈的主要成分均是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。铁的氢氧化物1．物理性质物质Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态__________固体____________固体溶解性_______溶于水白色红褐色难2．制备实验物质Fe(OH)2Fe(OH)3操作

物质Fe(OH)2Fe(OH)3现象产生_______絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为_____________________离子方程式Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓；_________________________________________Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓实验结论Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相应的可溶性盐与可溶性碱反应制得白色红褐色生成红褐色沉淀4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

3．化学性质物质Fe(OH)2Fe(OH)3稳定性不稳定，易被O2氧化，受热易分解，但产物复杂不稳定，受热易分解，化学方程式为_________________________与盐酸反应的离子方程式________________________________

______________________________

Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O

Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O

在向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的实验中，往往将吸有NaOH溶液的滴管下端伸入FeSO4溶液中，再挤出NaOH溶液，这样操作的目的是什么？【答案】减少NaOH溶液与空气的接触，使所制得的Fe(OH)2能较长时间保持白色。微思考在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。关于该反应的下列叙述中不正确的是

(

)A．生成物为氢氧化铁

B．该反应是化合反应C．该反应是氧化还原反应

D．氢氧化亚铁作氧化剂【答案】D【解析】氢氧化亚铁易与氧气、水反应生成氢氧化铁，该反应既是化合反应，又是氧化还原反应，氢氧化亚铁是还原剂，氧气是氧化剂。课堂·重难探究1．制备Fe(OH)2的防氧化措施(1)Fe2+必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2，其方法是加热煮沸NaOH溶液。(3)长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。(5)在容器内充满H2等气体，保证无O2环境。[重难突破]重难点Fe(OH)3和Fe(OH)2的实验室制备方法2．实验装置的改进在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2沉淀。(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，打开止水夹，塞紧塞子，后续的实验步骤是___________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是___________________。[典例精练]【答案】(1)稀硫酸、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和Ⅱ，且外界空气不容易进入【解析】该制备方法的原理是利用稀硫酸和铁屑反应产生氢气，先赶尽装置中的空气。确定空气赶尽后，再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将试管Ⅰ中产生的FeSO4溶液压入试管Ⅱ的NaOH溶液中，从而使产生的白色Fe(OH)2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是

(

)A．①② B．①③C．②③ D．①②③【答案】B

【解析】因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。有关铁的化合物的说法中，错误的是 (

)A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色B．由图示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应【答案】A【解析】Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；在用NaOH溶液和FeSO4溶液制取Fe(OH)2沉淀的实验中，为隔绝氧气，可将滴管的末端插入溶液中，再挤出滴管中的NaOH溶液，并在FeSO4溶液表面用一层煤油进行液封，若对这些知识理解不足就会认为B错误而错选；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，Fe(OH)3可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，易因认为“透明”和“呈红褐色”相矛盾而错选D。[课堂小结]小练·素养达成1．铁在一定条件下分别与O2、水蒸气反应的共同产物是 (

)A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe(OH)2【答案】C【解析】铁在氧气中点燃生成Fe3O4，与H2O(g)在高温下反应也生成Fe3O4。2．下列有关说法不正确的是

(

)A．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2价和＋3价B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均与盐酸反应C．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性D．Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定【答案】C【解析】Fe(OH)2具有较强的还原性易被氧化。3．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是 (

)编号物质颜色性质或用途①Fe2O3红棕色红色油漆、涂料②Fe(OH)2红棕色易被氧化成灰绿色，最终变为红褐色③Fe(OH)3红褐色受热易分解生成红棕色粉末④Fe2+黄色具有较强氧化性⑤Fe3+浅绿色具有较强的还原性A．①④⑤ B．②③C．①②③④⑤ D．①③【答案】D【解析】Fe(OH)2为白色；Fe2+为浅绿色，具有较强的还原性；Fe3+为黄色，具有较强的氧化性。4．在含有1molFeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出