《铁的单质、氧化物及氢氧化物》课件

《铁的单质、氧化物及氢氧化物》核心微网络素养新要求1.了解铁元素的存在及物理性质。2．学会铁单质的化学性质及应用。3．认识铁的氧化物及其性质。4．学会Fe(OH)2的制备及相关性质。学业基础一、铁的单质1．铁的存在与冶炼(1)铁元素的存在(2)铁的冶炼①我国在西周晚期就掌握了冶铁的技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。②工业炼铁的原理是用________的方法把铁从铁矿石中提炼出来。陨铁＋2价和＋3价氧、硅、铝还原2．铁的性质(1)物理性质纯净的铁是光亮的________色金属，密度较大，熔点较高。具有______性、______性、______性，能被______吸引。银白导热导电延展磁体(2)化学性质①铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应Fe2＋Fe3＋②实验探究铁粉与水蒸气的反应实验装置操作现象用燃着的火柴点燃肥皂液，听到________声实验结论在高温下，铁能与水蒸气反应生成___________和________，化学方程式为____________________________注意事项湿棉花的作用：_______________；肥皂液的作用：________________爆鸣四氧化三铁氢气3Fe＋4H2O(g)

Fe3O4＋4H2提供水蒸气收集氢气3.写出下列反应的化学方程式或离子方程式(1)与非金属单质3Fe＋2O2Fe3O42Fe＋3Cl22FeCl3

(2)与水(常温不反应、高温与水蒸气反应)_______________________________________(3)与稀盐酸、稀H2SO4反应(离子方程式)________________________________________(4)与某些盐(离子方程式)3Fe＋4H2O(g)

Fe3O4＋4H2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋二、铁的氧化物物质氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗名—________________铁元素化合价________________________颜色、状态________粉末________粉末________晶体溶解性不溶于水不溶于水不溶于水稳定性不稳定稳定稳定————铁红磁性氧化铁＋2＋3＋2、＋3黑色红棕色黑色与H＋反应FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O氧化性均可与Al、CO、H2等反应，如3FexOy＋2yAl

3xFe＋yAl2O3用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料特别提醒1．FeO、Fe2O3是碱性氧化物。Fe3O4有固定的组成，属于纯净物，不是混合物，由于其与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故不属于碱性氧化物。2．Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，所以在书写Fe3O4与盐酸反应的方程式时，可将其看作FeO、Fe2O3分别与盐酸反应，然后把两个反应相加。3．在高温条件下，Fe与Fe2O3可以发生反应，当铁足量时：Fe＋Fe2O33FeO，当铁不足时：Fe＋4Fe2O33Fe3O4。三、铁的氢氧化物1．铁的氢氧化物制备的实验探究化学式Fe(OH)3Fe(OH)2实验操作实验现象生成________沉淀首先生成白色絮状沉淀，然后迅速变成______色，最后变成______色红褐色灰绿红褐化学方程式FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaClFeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3实验结论Fe(OH)3与Fe(OH)2可分别用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得

2.Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3名称氢氧化亚铁氢氧化铁类别二元(弱)碱三元(弱)碱铁元素化合价________________颜色、状态________固体________固体水溶性不溶不溶与酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O稳定性不稳定，在空气中易被氧化(白色→灰绿色→红褐色)，体现还原性：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3＋2＋3白色红褐色[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)自然界中铁只以化合态存在。(

)(2)铁是人类使用最早的金属。(

)(3)铁元素只有还原性，没有氧化性。(

)(4)铁与盐酸反应生成了三氯化铁。(

)(5)Fe3O4中化合价有＋2和＋3价为混合物。(

)(6)FeO在空气中加热生成Fe2O3。(

)(7)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。(

)(8)由于铁性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质。(

)(9)氯化亚铁既可由铁与盐酸反应制取也可由铁与氯气化合制取。(

)(10)由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2。(

)××××××√×××2．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．此反应需在高温条件下才能发生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，Fe的化合价为＋2、＋3。3．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是(

)①过量的Fe和Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2

④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．①

B．①③C．①②③D．全部答案：B解析：①中的Cl2能将铁氧化为＋3价。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。4．[2022·昆明高一检测]2021年2月10日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利进入环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。火星外表呈红色，这是因为火星表面含有大量的(

)A．氧化铜B．氧化铁C．碳酸钙D．四氧化三铁答案：B5．[2022·济南高一检测]关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法不正确的是(

)A．铁元素化合价不完全相同B．氧元素的化合价完全相同C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体答案：C6．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(

)

A．①②B．①③C．②③D．①②③答案：B

核心素养目标1

铁单质的性质及应用

例1下列说法中正确的是(

)A．铁在干燥的空气中剧烈燃烧有黑色固体生成B．铁跟盐酸反应生成氯化铁和氢气C．铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，其表面出现红色的铁锈D．烤蓝是在铁制品表面通过化学反应生成致密的氧化膜以防止铁生锈的一种工艺答案：D解析：铁丝在空气中只能烧至发红，不会剧烈燃烧，在纯氧中剧烈燃烧生成黑色的四氧化三铁固体，A错误；铁跟盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，B错误；铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，取出，其表面出现红色的铜，而不是红色的铁锈，C错误；烤蓝是在铁制品表面通过化学反应生成致密的氧化膜的一种工艺，可以防止铁制品生锈，D正确。状元随笔铁与O2反应的多样性常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。点燃时：3Fe＋2O2Fe3O4。铁在潮湿空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。[提升1]还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是(

)

A．反应生成FeOB．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来答案：C解析：铁与水蒸气反应生成Fe3O4，A错误；湿棉花的作用是提供反应物——水蒸气，B错误；使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2，反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明铁与水蒸气反应生成了H2，C正确；铁粉与水蒸气反应生成的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引，不能分离出铁，D错误。状元随笔在常温下，铁与液态水不反应，铁与水蒸气在高温下才反应，生成Fe3O4和H2。生成Fe3O4的常见反应有三个：(1)Fe在纯氧中的燃烧；(2)FeO在空气中加热；(3)Fe与H2O(g)在高温下反应。关键能力铁与水蒸气反应实验探究实验装置操作及现象用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2实验结论铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)

Fe3O4＋4H2说明①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好；③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用

目标2

铁的重要化合物

例2人类用铁的历史可以追溯到四千五百多年前。有关铁的化合物的说法中，错误的是(

)A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色B.Fe2O3不能与水反应得到Fe(OH)3，所以铁的化合物不能通过化合反应制取Fe(OH)3C．Fe3O4可以由化合反应制得D．Fe(OH)3胶体呈红褐色，能发生丁达尔效应答案：B[提升2]

[2022·上海交大附中高一检测]化学小组设计如图所示装置用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是______，A中反应的离子方程式是______________________。(2)实验开始时先将止水夹E_____(填“打开”或“关闭”)，C中收集到的气体的主要成分是_____。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：_____________________________________________________。(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程