【公开课】铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物课件-2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册.pptx

《【公开课】铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物课件-2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【公开课】铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物课件-2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册.pptx（35页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物学习目标：1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物的主要性质。2.通过探究氢氧化亚铁的制备方法的体验,培养学生的创新意识和创新思维能力。分点突破(一)铁的单质1.铁元素的存在及含量(1)存在(2)含量:铁元素在地壳中的含量仅次于氧氧、硅和铝,居第四位。(3)冶炼氧氧2.铁的物理性质颜色、状态导电、导热、延展性熔、沸点特性银白银白色固体良好,但导电性不如铜铜和铝高被磁体吸引银白银白铜铜3.铁单质的化学性质(1)与非金属单质的反应(2)与水反应Fe与水蒸气反应:3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。3Fe4H2O(g)Fe3O44

2、H2(3)与酸反应(4)与某些盐溶液反应1.有下列物质:S,CuSO4溶液,稀盐酸,AgNO3溶液,Cl2。其中与Fe反应时生成2价铁的化合物的是(填序号,下同),生成3价铁的化合物的是。提示提示:2.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。方法方法一(实验改进)方法二实验装置提示提示:H2H2铁可与水蒸气反应铁可与水蒸气反应,生成的气体为生成的气体为H23Fe4H2O(g)Fe3O44H2提供反应所需水蒸气提供反应所需水蒸气气体检验用小试管C收集一试管气体,点燃,听到轻微

3、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1.从元素价态变化认识铁的化学性质表现出较强的还原性(1)Fe与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜、单质硫、碘等)反应,铁失去2个电子生成Fe2。(2)Fe与氧化性较强的氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)反应,铁失去3个电子生成Fe3。(3)Fe与O2在不同条件下的产物不同,铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4,钢铁暴露在潮湿的空气中生成Fe2O3。2.铁与水蒸气的反应实验的注意事项(1)试管口应低于试管底。(2)先预热。(3)加热一会儿后再将导管插入肥皂水中,用燃着的火柴去点燃气泡,可发出爆鸣声。

4、(4)实验结束后,应先从肥皂水中撤出导管,再移去燃着的酒精灯。1.下列叙述正确的是()A.纯铁为灰黑色,属于黑色金属B.铁元素是自然界中含量最多的金属元素C.铁粉在氧气中燃烧生成氧化铁D.铁在潮湿环境中更容易生锈解析解析:DA项项,纯铁为银白色纯铁为银白色,属于黑色金属属于黑色金属,错误错误;B项项,自然界中含量最多的金属自然界中含量最多的金属元素为元素为Al,不是不是Fe,错误错误;C项项,铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁,发生缓慢氧化生发生缓慢氧化生成氧化铁成氧化铁,错误。错误。2.如图是铁与其他物质之间的性质关系(“-”表示相连物质间能发生反应,“”表示两种物

5、质间的转化关系,部分物质和反应条件已略去),下列有关说法正确的是()A.变化的过程中,固体的质量逐渐减少B.变化中有银白色固体析出C.变化可通过细铁丝在空气中燃烧实现3.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法不正确的是()A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度解析解析:B装置装置A是将液态是将液态H2O转化为水蒸气转化为水蒸气,与装置与装置B中的铁粉在高温下发生反中的铁粉在高温下发生反应应,A项正确项正确;铁粉与铁粉与H2O(g)在高温下发生反应在高温下发生反应,生成生成Fe3O4和和H2,

6、B项错误项错误;因生成因生成的的H2中含有较多的水蒸气中含有较多的水蒸气,故需要用碱石灰等与故需要用碱石灰等与H2不反应的干燥剂进行干燥不反应的干燥剂进行干燥,C项项正确正确;不纯的不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸在点燃时可能会发生爆炸,故在点燃故在点燃H2前必须检验其纯度前必须检验其纯度,D项正项正确。确。分点突破(二)铁的氧化物与氢氧化物1.铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性不溶于水不溶于水不溶于水铁的化合价2价3价2价,3价化学式FeOFe2O3Fe3O4稳定性不稳定稳定稳定与H反应的离子方程式特殊转化2.铁的氢氧

7、化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色、态白色固体红褐色固体与H反应的离子方程式受热分解制法二者的关系1.铁的氧化物组成的实验探究铁矿石主要成分为铁的氧化物(杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。按如图组装仪器,检查装置的气密性;将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯;充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。(1)装置B、C的作用分别是什么?提示提示:装置装置B的作用是吸收反应生成的水蒸气的作用

8、是吸收反应生成的水蒸气,根据装置根据装置B实验前后的质量变化确实验前后的质量变化确定反应生成水的质量定反应生成水的质量;装置装置C中碱石灰的作用是吸收空气中的中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气和水蒸气,防止防止空气中的空气中的CO2和水蒸气进入装置和水蒸气进入装置B而干扰反应生成水的测量。而干扰反应生成水的测量。(2)实验测得反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量是多少?(3)依据(2)中的数据,假设该小组测定铁矿石中铁的含量为70%,通过计算确定该铁矿石中氧化物的化学式。提示提示:不能。因为不能。因为Fe3能氧化能氧化I-生成生成Fe2和和I2。Fe3O4的特殊性(1)F

9、e3O4不属于碱性氧化物,FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。(2)Fe3O4的组成可用FeOFe2O3表示,但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物,Fe3O4有固定的组成,是一种纯净物。(3)Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应,然后把两个反应式相加。1.以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是()A.Fe2O3、Fe3O4都是炼铁的原料B.FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固体D.FeO、Fe2O3、Fe3O4都能与酸反应生成盐和水,都属于碱性氧化物解析解析:AFeO中铁元素是中铁元素是2价价,Fe3O

10、4中的铁元素有两个是中的铁元素有两个是3价价,一个是一个是2价价,故故FeO、Fe3O4既有氧化性既有氧化性,又有还原性又有还原性,B错误错误;FeO、Fe3O4都是黑色都是黑色,但是但是Fe2O3是红棕色的物质是红棕色的物质,俗称铁红俗称铁红,C错误错误;Fe3O4与酸反应生成与酸反应生成Fe2、Fe3盐盐,不属于碱不属于碱性氧化物性氧化物,D错误。错误。2.下列有关铁的化合物的说法不正确的是()A.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物,均可与盐酸反应C.Fe(OH)3可通过化合反应得到,Fe(OH)2则不能D.Fe3O4为磁性氧化铁,其中铁的化合价为2

11、和3解析解析:AFe(OH)2中的中的Fe2具有还原性具有还原性,可被空气中的可被空气中的O2氧化为氧化为Fe(OH)3,A项错项错误误;FeO、Fe2O3均为碱性氧化物均为碱性氧化物,故具有碱性氧化物的通性故具有碱性氧化物的通性,都能与盐酸反应都能与盐酸反应,B项项正确正确;Fe(OH)2只能通过复分解反应得到只能通过复分解反应得到,Fe(OH)3可由可由Fe(OH)2与与O2、H2O发生化发生化合反应得到合反应得到,C项正确项正确;Fe3O4俗称磁性氧化铁俗称磁性氧化铁,其组成可表示为其组成可表示为FeOFe2O3,Fe元素元素的化合价为的化合价为2、3,D项正确。项正确。3.某校课外活动

12、小组的同学在老师的帮助下,探究用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如图所示。(1)写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式。(2)实验中在甲装置中观察到的实验现象。解析解析:CO与与Fe2O3在高温下会发生氧化还原反应生成在高温下会发生氧化还原反应生成Fe和和CO2,CO2能够使澄能够使澄清石灰水变浑浊清石灰水变浑浊,固体物质颜色会由红棕色变为黑色。乙装置与甲装置相比固体物质颜色会由红棕色变为黑色。乙装置与甲装置相比,乙装置尾气中的乙装置尾气中的CO被点燃放出的热量可以被充分利用。被点燃放出的热量可以被充分利用。答案答案:(2)红棕色固体变黑色红棕色固体变黑色,澄清

13、石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊答案答案:(1)3COFe2O32Fe3CO2(3)乙装置与甲装置相比,它的主要优点是。(4)铁制容器不能用来盛放硫酸铜溶液,请用化学方程式解释原因。(5)每年因腐蚀而浪费掉的金属材料数量惊人,日常生活中可采用的防锈措施是。答案答案:(3)尾气点燃放出热量可以被充分利用尾气点燃放出热量可以被充分利用答案答案:(5)刷油漆刷油漆Fe(OH)2制备的实验(探究与创新)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。(1)仪器1的名称是。装置5的作用是。解析解析:(1)观察仪器观察仪器1特征可知是分液漏斗特征可知是分液漏斗,该反应需要置于无氧环境该反应需要置

14、于无氧环境,这里跟防倒这里跟防倒吸无关吸无关,可知装置可知装置5的作用是液封的作用是液封,防止空气进入装置防止空气进入装置4。答案答案:(1)分液漏斗液封分液漏斗液封,防止空气进入装置防止空气进入装置4(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中:。解析解析:(2)根据实验操作根据实验操作,3中溶液不能进入中溶液不能进入4中中,说明三颈烧瓶中的压强小说明三颈烧瓶中的压强小,原因在原因在于产生的于产生的H2从左侧导管溢出从左侧导管溢出,没有足够的压强没有足够的压强,不能将不能将FeSO4溶液压出溶液压出

15、,因而在装因而在装置置2、3之间添加控制开关即可。之间添加控制开关即可。请回答:答案答案:(2)在装置在装置2、3之间添加控制开关之间添加控制开关(3)装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中产生灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:。解析解析:(3)灰绿色沉淀产生的原因是灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化被空气氧化,装置装置4中空气没有完全排中空气没有完全排尽。尽。答案答案:(3)装置装置4内的空气没有排尽内的空气没有排尽Fe(OH)2的制备方法1.有机层覆盖法在新制FeSO4溶液的液面上覆盖一层苯或煤油,然后把吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入FeSO4溶液的

16、液面以下,再挤出NaOH溶液(图甲)。2.还原性气体保护法先打开止水夹a,利用A中生成的H2将装置内的空气排尽后,再关闭止水夹a,利用生成的H2将A中的FeSO4溶液压入B中与NaOH溶液反应,这样可以长时间观察到白色沉淀(图乙)。名师点拨氢氧化亚铁制取实验的四个关键点(1)Fe2极易被空气中氧气氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。(2)为了防止Fe2被氧化,配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸,尽可能除去O2。(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。(4)为防止Fe2被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水且不溶于水的有机物(如苯),以隔绝空气。1.图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A.B.C.D.2.如图为制取Fe(OH)2的实验装置,分液漏斗中是稀硫酸,烧瓶中是Fe粉,b中是NaOH溶液。下列说法错误的是()A.NaOH溶液被煮沸过,目的是除去溶液中溶解的O2B.反应过程中产生的H2能排除装置中的O2C.分液漏斗对反应的速率有控制能力D.e在实验开始时关闭,在生成Fe(OH)2时打开