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高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性第2课时导学案
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性第2课时导学案，共5页。学案主要包含了学习目标，重点、难点，自 学 自 测，自 研 自 悟，归纳总结，自 练 自 提等内容，欢迎下载使用。
1．铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物的性质。
2．掌握选用不同的氧化剂与还原剂实现铁与铁的化合物的相互转化。
【重点、难点】铁及其化合物之间转化的方法及氢氧化亚铁的制备。
【自 学 自 测】
一、铁单质的性质及存在
1．物理性质
铁有 、 、 ，但其导电性不如铜和铝，铁还能被 吸引，其熔、沸点较 ，纯净的铁是光亮的 。
2．化学性质
(1)从物质类别角度分析，铁单质具有金属的 。
写出下列化学方程式，是离子反应的写离子方程式
a.与非金属单质反应 （与氧气反应）
（与氯气反应）
b.与酸反应：（与稀硫酸反应）
c.与某些盐溶液的反应 （与硫酸铜溶液的反应）
（与氯化铁溶液的反应）
(2)从铁元素化合价的角度分析，铁单质具有 。
①铁单质和冷水或热水均 。
②铁单质和水蒸气的反应
二、铁的氧化物
1．铁的氧化物的物理性质及用途
2.铁的氧化物的化学性质
(1)从物质类别的角度分析，FeO、Fe2O3都属于 ，它们都能与酸反应生成相应的 ，写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式：
①FeO： ②Fe2O3：
③Fe3O4：
【思考】野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行，该反应称为“铝热反应”。操作步骤为①将铝粉和氧化铁充分混合；②撒上氯酸钾，插入镁条；③点燃镁条。原理如图：
(1)氯酸钾和镁条分别起什么作用？
(2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应？若能，请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式，并标出电子转移。
(3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢？若不能，说明原因。
三、铁的氢氧化物
【自 研 自 悟】
探究点：Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。
方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法
根据以上两种方案，回答下列问题：
(1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。
①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是_____________________。
②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是________________________________________。
③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是_____________________________________________________。
(2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为______________________________________________。相关反应的离子方程式为______________________________________________________。
(3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？_____________________，
写出反应的化学方程式：_____________________________________________________。
【变式】如图所示,可以制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是( )
A.实验前,应事先煮沸溶液除去溶解氧
B.装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气
C.关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D.取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【归纳总结】制备氢氧化亚铁实验的四个关键点
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制中所用的蒸馏水和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而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。
【自 练 自 提】
1．在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现红色。以下结论不正确的是( )
A．该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B．该灰黑色粉末不可食用
C．小袋中原来装有铁粉 D．小袋中原来装有氧化铁
2．我国晋代的《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是( )
A．①中反应涉及的化学方程式只有HgS==Hg＋S
B．“曾青”是含有Cu2＋的溶液，如硫酸铜溶液
C．“铁赤色如铜”可理解为反应后，铁的颜色变成了红色，像铜一样
D．水银能跟“曾青”发生置换反应生成单质铜
3．下列有关铁与水反应的说法正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均不发生反应 B．Fe与热水反应可生成可燃性的H2
C．在高温时，铁与水蒸气反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe2O3＋3H2
D．铁与水蒸气在高温条件下反应后生成的固体溶于H2SO4，所得溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
4．如右图转化过程中错误的是( )
A．① B．② C．③ D．④
5．以下有关铁的氧化物的叙述正确的是( )
A．常见的铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是碱性氧化物
B．铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都有磁性
C．作为炼铁原料之一的赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
6．下列方案得不到Fe3O4的是( )
A．将FeO放在空气里高温加热 B．将铁丝放在氧气里燃烧
C．将铁丝放在水蒸气里高温加热 D．将铁丝放在潮湿的空气里缓慢生锈
7．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影，由黏土(含有Fe元素)烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是( )
A．黏土中含有铁粉、二氧化锰等
B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料
C．黏土中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的CuO和红色的Cu
D．黏土中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红色的Fe2O3
8．稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量的NaOH溶液，片刻后，整个过程中观察到的颜色变化是( )
A．无色、灰绿色、红褐色 B．无色、浅绿色、白色、灰绿色、红褐色
C．灰绿色、红褐色、蓝色 D．灰绿色、白色、浅绿色、灰绿色、红褐色
9．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层煤油，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
10．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，接着白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
11．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究。
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)反应前烧瓶A中投放碎瓷片的目的是________________________________________。
(3)装置E中的现象是_________________________________________________________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。
待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸后，将所得溶液分成两份。
(4)一份滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为__________(填序号)。
①一定有Fe3O4 ②一定有Fe ③只有Fe3O4 ④只有Fe
(5)另一份用胶头滴管滴加酸性KMnO4溶液，若溶液褪色，可以证明溶液中存在__________(填离子符号)。
学案 1-5DBDBC 6-10 DDBCD
11：(1)Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案均可) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(其他合理答案均可) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
实验装置
实验现象
实验结论
肥皂液中有气泡产生，用火柴点燃气泡，听到
铁和水蒸气反应生成H2，化学方程式：
名称
氧化亚铁
三氧化二铁
四氧化三铁
化学式
俗名
铁元素的化合价
颜色、状态
溶解性
都不溶于水
用途
用作色素
用作油漆、涂料、油墨的红色颜料
磁性材料
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
色固体
色固体
溶解性
溶于水
溶于水
酸碱性
弱碱性
弱碱性
稳定性
在空气中易被氧化为
受热易分解：(写出对应化学方程式)
和非氧化性酸反应例如HCl(写离子方程式)
制备
转化
化学方程式：
现象：在空气中白色沉淀迅速变为 ，最终变为
1．铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物的性质。
2．掌握选用不同的氧化剂与还原剂实现铁与铁的化合物的相互转化。
【重点、难点】铁及其化合物之间转化的方法及氢氧化亚铁的制备。
【自 学 自 测】
一、铁单质的性质及存在
1．物理性质
铁有 、 、 ，但其导电性不如铜和铝，铁还能被 吸引，其熔、沸点较 ，纯净的铁是光亮的 。
2．化学性质
(1)从物质类别角度分析，铁单质具有金属的 。
写出下列化学方程式，是离子反应的写离子方程式
a.与非金属单质反应 （与氧气反应）
（与氯气反应）
b.与酸反应：（与稀硫酸反应）
c.与某些盐溶液的反应 （与硫酸铜溶液的反应）
（与氯化铁溶液的反应）
(2)从铁元素化合价的角度分析，铁单质具有 。
①铁单质和冷水或热水均 。
②铁单质和水蒸气的反应
二、铁的氧化物
1．铁的氧化物的物理性质及用途
2.铁的氧化物的化学性质
(1)从物质类别的角度分析，FeO、Fe2O3都属于 ，它们都能与酸反应生成相应的 ，写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式：
①FeO： ②Fe2O3：
③Fe3O4：
【思考】野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行，该反应称为“铝热反应”。操作步骤为①将铝粉和氧化铁充分混合；②撒上氯酸钾，插入镁条；③点燃镁条。原理如图：
(1)氯酸钾和镁条分别起什么作用？
(2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应？若能，请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式，并标出电子转移。
(3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢？若不能，说明原因。
三、铁的氢氧化物
【自 研 自 悟】
探究点：Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。
方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法
根据以上两种方案，回答下列问题：
(1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。
①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是_____________________。
②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是________________________________________。
③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是_____________________________________________________。
(2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为______________________________________________。相关反应的离子方程式为______________________________________________________。
(3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？_____________________，
写出反应的化学方程式：_____________________________________________________。
【变式】如图所示,可以制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是( )
A.实验前,应事先煮沸溶液除去溶解氧
B.装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气
C.关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D.取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【归纳总结】制备氢氧化亚铁实验的四个关键点
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制中所用的蒸馏水和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而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。
【自 练 自 提】
1．在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现红色。以下结论不正确的是( )
A．该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B．该灰黑色粉末不可食用
C．小袋中原来装有铁粉 D．小袋中原来装有氧化铁
2．我国晋代的《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是( )
A．①中反应涉及的化学方程式只有HgS==Hg＋S
B．“曾青”是含有Cu2＋的溶液，如硫酸铜溶液
C．“铁赤色如铜”可理解为反应后，铁的颜色变成了红色，像铜一样
D．水银能跟“曾青”发生置换反应生成单质铜
3．下列有关铁与水反应的说法正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均不发生反应 B．Fe与热水反应可生成可燃性的H2
C．在高温时，铁与水蒸气反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe2O3＋3H2
D．铁与水蒸气在高温条件下反应后生成的固体溶于H2SO4，所得溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
4．如右图转化过程中错误的是( )
A．① B．② C．③ D．④
5．以下有关铁的氧化物的叙述正确的是( )
A．常见的铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是碱性氧化物
B．铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都有磁性
C．作为炼铁原料之一的赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
6．下列方案得不到Fe3O4的是( )
A．将FeO放在空气里高温加热 B．将铁丝放在氧气里燃烧
C．将铁丝放在水蒸气里高温加热 D．将铁丝放在潮湿的空气里缓慢生锈
7．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影，由黏土(含有Fe元素)烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是( )
A．黏土中含有铁粉、二氧化锰等
B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料
C．黏土中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的CuO和红色的Cu
D．黏土中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红色的Fe2O3
8．稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量的NaOH溶液，片刻后，整个过程中观察到的颜色变化是( )
A．无色、灰绿色、红褐色 B．无色、浅绿色、白色、灰绿色、红褐色
C．灰绿色、红褐色、蓝色 D．灰绿色、白色、浅绿色、灰绿色、红褐色
9．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层煤油，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
10．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，接着白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
11．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究。
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)反应前烧瓶A中投放碎瓷片的目的是________________________________________。
(3)装置E中的现象是_________________________________________________________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。
待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸后，将所得溶液分成两份。
(4)一份滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为__________(填序号)。
①一定有Fe3O4 ②一定有Fe ③只有Fe3O4 ④只有Fe
(5)另一份用胶头滴管滴加酸性KMnO4溶液，若溶液褪色，可以证明溶液中存在__________(填离子符号)。
学案 1-5DBDBC 6-10 DDBCD
11：(1)Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案均可) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(其他合理答案均可) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
实验装置
实验现象
实验结论
肥皂液中有气泡产生，用火柴点燃气泡，听到
铁和水蒸气反应生成H2，化学方程式：
名称
氧化亚铁
三氧化二铁
四氧化三铁
化学式
俗名
铁元素的化合价
颜色、状态
溶解性
都不溶于水
用途
用作色素
用作油漆、涂料、油墨的红色颜料
磁性材料
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
色固体
色固体
溶解性
溶于水
溶于水
酸碱性
弱碱性
弱碱性
稳定性
在空气中易被氧化为
受热易分解：(写出对应化学方程式)
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