人教版必修第一册第三章第一节第一课时铁及铁的氧化物氢氧化物学案.docx

课程标准要求学科核心素养1 .能依据物质类别和元素 价态列举铁元素的典型代 表物。2 .能列举、描述、辨识铁 及其化合物的物理和化学 性质及实验现象。能用化 学方程式、离子方程式正 确表示这些典型物质的主 要化学性质。3 .能从物质类别、元素价 态的角度,依据复分解反 应和氧化还原反应原理， 预测物质的化学性质和变 化,设计实验进行初步验 证,并能分析、解释有关实 验现象。4 .能利用铁及其化合物的 性质和反应,设计常见物 质制备、分离、提纯、检 验等简单任务的方案。能 从物质类别和元素价态变1 .科学探究与创新意识:发展物质性质 及物质转化的实验探究能力，从单一物 质的多角度性质探究到一组物质的多角 度性质及物质转化的探究。能针对物质 性质及物质转化的探究问题,提出有依 据的假设,选取试剂，设计实验方案并实 施,基于实验事实得出结论。2 .科学态度与社会责任:深刻认识化学 对创造更多物质财富和精神财富、满足 人民日益增长的美好生活需要的重大贡 献；具有安全意识和严谨求实的科学态 度，具有探索未知、崇尚真理的意识;具 有节约资源的意识,能参与有关化学问 题的社会实践活动。(DFe?.必须是新制的，并放入Fe粉，以防F/被氧化成Fe;除去溶液中溶解的(K其方法是加热煮沸,用加热煮沸的蒸储水配 制亚铁盐溶液和碱溶液。将长胶头滴管末端插入亚铁盐溶液液面以下滴入碱溶液。(4)在亚铁盐溶液液面上加植物油或苯等(密度小于水而不溶于永函 液态有机物)进行液封，或用非氧化性气体排出反应体系内的空气厂 题点一铁的氧化物的性质1.下列说法正确的是(C )A.赤铁矿的主要成分是FeaO.B. Fe?。,为碱性氧化物,可与水反应生成Fe(01I)3C.铁锈的主要成分是Fe?。，D. Fe：O中铁元素有+2价和+3价,FesO1是混合物解析:赤铁矿、铁锈的主要成分是FeA, A错误,C正确;Fe。为碱性氧 化物，但不与水反应,B错误;Fe。为化合物,不是混合物,D错误。2. (2021 河南开封月考)用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生 成的气体通入足量的澄清石灰水中,得到60. 0 g沉淀,则该氧化物是 (B )A. FeO B. Fe203 C. CuO D. FeO解析：由生成60. 0 g CaCOs可得,反应掉的CO为0. 6 mol,即32. 0 g氧化物中含氧原子为0. 6 mol,假设该氧化物为铁的氧化物,铁原子物 质的量为初° g一°-6moixi6 g 力.4 mol,N(Fe) ： N(0)=0. 4 : 0. 6=2 ：56 g mol3,即氧化物为FezOs；同理,假设该氧化物为铜的氧化物,所得结果不为 CuO,故选Bo题点二铁的氢氧化物的性质及制备(2022 河北衡水期中)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(D ) 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,故选Do3. (2021 山东济南检测)下列各图示中能较长时间看到Fe(0H)2白色 沉淀的是(A )A.B.C. D.解析:Fe()H)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(0H)3,即发生反 应4Fe(Oil)2+02+2H20=4Fe(OH)3o想要较长时间看到Fe(0H)2白色沉 淀,就要排出装置中的氧气或空气。、原理一样,都是先用氢气将 装置中的空气排尽，并使生成的Fe(0H)2处在氢气的保护中;由于溶 液与空气直接接触,空气中的氧气能迅速将Fe(0H)2氧化,因而不能较 长时间看到白色沉淀;中苯在FeSO溶液的液面上方,阻止了空气的 进入,能较长时间看到白色沉淀。【知识整合】【易错提醒】.误以为自然界中没有游离态的铁单质。其实不然，自然界中有少量 游离态的铁单质，主要存在于陨铁中。1 .误以为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。其实不然,氯气的氧化性较强,与铁反应生成氯化铁,不能得到氯 化亚铁。2 .误以为钠与水反应生成NaOIl和电所以铁与水蒸气反应生成 Fe(OH)3和H2o其实不然,铁与水蒸气在高温下反应生成FesOi和乩。3 . 中铁有+2、+3两种价态,可以写成FeO Fe203的形式，但它是 一种化合物,不是混合物。4 .Fe(OH)3在空气中灼烧得到Fe。粉末，但Fe(OH)2在空气中灼烧不能 得到FeO粉末。5 .误以为Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得,不能 通过化合反应制得。其实不然,氢氧化亚铁被氧气氧化也可转化为 Fe (OH) 3,此反应为化合反应。化的视角说明物质的转化 路径。5.能说明常见铁及其化合 物的应用对社会发展的价 值。第一节铁及其化合物第一课时铁及铁的氧化物、氢氧化物学习目标1 .通过认识铁单质与水蒸气反应的条件,对比钠与水的反应,能辨识 铁及其重要化合物的重要物理性质、化学性质及实验现象。2 .通过利用氢氧化亚铁的性质，能设计其制备方案。3 .通过结合生活中的铁制品的应用，能了解单质铁、铁的氧化物的性 质及用途。学习任务1探究单质铁的性质L存在和冶炼存在:铁在自然界中可以以单质形态（陨铁）存在,但主要以也价和 +3价化合物的形态存在于矿石中,在地壳中的含量居第四位,仅次于 氧、硅和铝。（2）冶炼:炼铁高炉内的反应（以Fe203为例）。3c+2Fe2（）3 幽 4Fe+3c。2；3C0+Fe。迪 Fe+3cOz。2.物理性质3.化学性质颜色、状态延展性、导热性导电磁性熔点沸点密度银白色 固体良好能能被磁体吸引1 535 2 750 7. 86 g/ cm3（1）3-28-1诂2'：铁与氧化性较弱的氧化剂（如1£1、硫酸铜、单质硫等）反应生成+2价铁的化合物。与 HC1 的反应：Fe+2HC1FeCk+乩 t °与 CuSOi 的反应:Fe+CuSOiFeSOj+Cu。Fe-3e _Fe":铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应,生成+3 价铁的化合物。与氯气反应:2Fo+3cl 2型2FeC13。实验探究铁粉与水蒸气的反应。象实 验 结 论在高温下,铁能与水蒸气反应生成112,化学方程式为3Fe+4H2（g）幽 Fe：O+4H2结论:铁易失去2个或贵个电子，体现强还原性。探究 铁与水蒸气的反应问题1:实验分析湿棉花的作用是什么？酒精灯上加的铜网罩的作用是什么？反应开始时,应先点燃哪只酒精灯,其目的是什么？若点燃顺序反 了，可能有什么影响？提示：（1）受热时提供反应所需的水蒸气。保证集中加热，以达到较高的反应温度。先点燃湿棉花处的酒精灯,用水蒸气排装置内的空气。若点燃顺序 反了：Fe与生成了 1诏3。1,无法与水蒸气反应;Fe与水蒸气反应 生成H2, H?在高温下与空气中的反应可能发生爆炸。问题2:回顾钠与水的反应及现象，是否能证明钠的还原性更强?对比 原子结构示意图，你推测原因可能是什么？（已知:铁原子结构示意图 为黝阴）提示:钠与水反应更剧烈，更易发生,所以可以证明钠的还原性更强； 因为钠原子的最外层只有一个电子,更易失去。问题3:在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或者是钢水注入模具之前,模具必须进行充分的干燥,这样操作的原因是什么？提示:避免高温下铁与水蒸气反应,生成四氧化三铁。单质铁化学性质总结1. （2021 河南郑州月考）运用所学知识，找出金属钠与金属铁的共同内容Fe-3e：_Fe3+Fe-2e_Fe2+与非金属单质2Fe+3CLi*2FeC13Fe+S=FeS3Fe+2O2=£BFe3O4与酸与强氧化剂、HW 浓 H2sO4Fe+2HC1=_：FeCb+H2 t与水蒸气、高温3Fe+4H20 (g) MFe3O1+41I2Fe与盐溶液 反应Fe+CuS0i=FeS0i+Cu性质，下列说法正确的是（D ）A,都能从硫酸铜溶液中置换出铜B.都是银白色的金属，质软C.常温下，都能与水反应生成氢气D. 一定条件下,都能与氧气反应解析:金属钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜,故A错误;钠质软, 金属铁具有一定硬度,故B错误;常温下,钠能和水反应生成氢氧化钠 和氢气,铁与水不反应,故C错误;常温下,钠与氧气反应生成氧化钠, 点燃条件下,铁能与氧气反应生成四氧化三铁,故D正确。2.下列叙述正确的是（C ）A.纯铁为灰黑色,属于黑色金属B.铁在硫蒸气中燃烧生成F62s3C.纯铁的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化D.足量的铁在氯气中燃烧生成FeCh和FeCl3解析:A.在冶金上,把铁归为黑色金属，但纯铁为银白色,错误;B.铁在 硫蒸气中燃烧生成FeS,错误;C.由于纯铁不易形成原电池,所以纯铁 的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化,正确；D.铁在氯 气中燃烧只生成FeCl3,不会生成FeCL,错误。3. （2021 辽宁沈阳月考）如图为铁与水蒸气反应的实验装置，下列说 法错误的是（C ）A.采用还原铁粉的原因是还原铁粉呈蓬松状,有利于反应进行B.酒精喷灯提供的温度更高，比普通酒精灯能提供更好的反应条件C.硬质玻璃管I中放铁粉,发生反应的化学方程式为2Fe+3H20（g）幽 Fe203+3H2D.硬质玻璃管II中放CuO粉末,可以检测有乩生成解析:铁粉与水蒸气的接触面积更大,有利于反应进行，故A正确;铁 粉与水蒸气发生反应的条件是高温,酒精喷灯火焰集中，提供的温度 更高，比普通酒精灯能提供更好的反应条件,故B正确;铁粉与水蒸气发生反应的化学方程式为3Fe+4H20(g)i£Fe301+4H2,生成的是Fe30,b故C错误;硬质玻璃管II中放CuO粉末,粉末由黑色变红色,可以检测 有乩生成，故D正确。铁单质生成产物的判断学习任务2认识铁的氧化物与氢氧化物的性质1.铁的氧化物物质氧化亚铁 (FeO)氧化铁 (Fe203)四氧化三铁(Fe：Q)俗称铁红磁性氧化铁颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体 (有磁性)溶解性丕溶于水铁的价态+2+3+2、+3与ir反应的离子方程式FeO+2H+：_Fe2+H20Fe2O3+6H_2Fe3+3H2OFeQi+8H，-2Fe3+Fe2+41I20稳定6FeO+O22Fe3O1稳定稳定性与co、c、乩反应生成单质铁及C()2或乩0用途Fe?。,常用作红色油漆与涂料,赤铁矿(主要成分是Fe?。)是炼铁的原料2.铁的氢氧化物铁的氢氧化物的制备实验3T。向FeCh溶液中滴加NaOH溶液,现象是有红褐色沉淀生成,反应的 离子方程式是Fea30H Fe (OH) 31。向FeSO溶液中滴加NaOH溶液,观察到有白色絮状沉淀生成,在空 气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。相关反应是Fe' +20H .Fe (OH) 2 I (白色)；4Fe (OH) z+Oz+ZFWdFe (OH) 3 (红褐色)。(2)Fe (OH) 2和Fe (OH) 3性质的比较。化学式Fe(0H)2Fe(OH)3物质类别二元弱碱三元弱碱颜色、状态白色固体红褐色固体溶解性不溶于水不溶于水与盐酸反应的离子方程式Fe (OH) 2+2H- Fe2+2H20Fe (OH) 3+3H+ _Fe3+3H20稳定性Fe (OH) 2隔绝空气中2Fe (OH) 3 A灼烧能得到FeO转化4Fe (OH) 2+()2+2H2().4Fe (OH) 3探究 氢氧化亚铁的制备问题1：某化学兴趣小组同学将含Fe”和Fe*的试剂按物质的量之比2： 1在试管中混合并加入氢氧化钠，振荡得到全部为红褐色的沉淀，只生 成红褐色沉淀的原因是什么？提示:氢氧化亚铁极易被氧化。问题2:经过讨论,小组同学提出以下两种方案设计,验证是否能获得较纯净的氢氧化亚铁。方案一:隔空气一一有机覆盖层法方案二:排空气一一还原性气体保护法在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀USOi等试剂制备氢氧 化亚铁。方案一中配制NaOH溶液和FoSOi溶液的蒸储水要经过加热煮沸，目的是什么？在FeSO溶液表面覆盖一层苯，作用是什么？方案二中在试管I、试管II中加入的试剂分别是什么?在试管I和试管II中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是什么？提示：(1)排除水中溶解的氧气;隔绝空气中的氧气。试管I中加入稀H2so八铁屑；试管II中加入NaOH溶液。加入试 剂后,打开止水夹a,待试管I中反应生成的氢气排序装置中的空气后， 再关闭止水夹a。制备Fe (0H) 2的注意事项