第三章 第一节 第一课时　铁的单质、氧化物和氢氧化物-2025年高中化学必修第一册同步课件

这是一份第三章 第一节 第一课时　铁的单质、氧化物和氢氧化物-2025年高中化学必修第一册同步课件，共60页。
第1课时　铁的单质、氧化物和氢氧化物【课程目标】　1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气的反应。3．通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。内容索引01.夯基提能02.素养落实03.课时作业（十八）知识点一　铁的单质知识点二　铁的氧化物和氢氧化物题型 制备Fe(OH)2实验装置的改进01.夯基提能知识点一　铁的单质【知识衔接】　(1)自然界中铁的存在形态在地壳中的含量仅次于O、Si和Al 1．物理性质铁片呈银白色，铁粉呈黑色，有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被________吸引。磁体【师说·助学1】　为什么铁粉是黑色的？提示：入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个小颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。2．化学性质(1)与酸的反应：Fe＋2H＋===________________。(2)与硫酸铜溶液的反应：______________________________。Fe2＋＋H2↑Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe3O4(4)铁粉与水蒸气的反应上述实验装置中，湿棉花的作用是___________________________。用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了________，则该反应的化学方程式为 H2　受热时提供反应所需的水蒸气【师说·助学2】　用下列实验装置也可以探究铁粉与水蒸气的反应。反应开始时，应先点燃________处的酒精灯，其目的是____________________________，若点燃顺序反了，可能有两个后果：①_______________________________________________________；②_______________________________________________________。b　用水蒸气排出装置内的空气Fe与空气中的O2反应，无法与水蒸气反应Fe与水蒸气反应生成H2，在高温下与空气中的O2反应可能发生爆炸【归纳总结】　铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。【即学即练】1．正误判断，错误的说明原因。(1)由于铁单质化学性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质：________________________________________________________。(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋：________________________________________________________。错误。陨铁中含有游离态的铁单质。错误。铁与ZnCl2溶液不能发生反应。(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法：________________________________________________________。(4)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：________________________________________________________。错误。用磁铁也可以分离铁粉与铜粉的混合物。错误。铁与水蒸气在高温下反应只能生成Fe3O4和H2。2．[教材改编题]某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题。(1)A装置的作用是____________________________________。(2)D装置的作用是____________________________________。产生水蒸气 除去未反应的水蒸气，干燥H2解析：D装置的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________。A　收集H2，并检验其纯度解析：应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯之前要收集H2，并检验其纯度。知识点二　铁的氧化物和氢氧化物1．铁的氧化物铁红　磁性氧化铁红棕　黑金属金属金属＋2＋3＋2、＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O2.铁的氢氧化物(1)铁的氢氧化物的制备【教材实验3－1】Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓【师说·助学】　如图是制备Fe(OH)2的装置。将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是什么？提示：防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较白　红褐Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O  【即学即练】1．正误判断，错误的说明原因。(1)Fe3O4中铁的化合价有＋2价和＋3价，是一种混合物：_________________________________________________________。(2)Fe(OH)3不能利用化合反应生成：_________________________________________________________。(3)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气：_________________________________________________________。错误。Fe3O4中铁的化合价有＋2价和＋3价，是一种纯净物。错误。Fe(OH)3可以利用化合反应生成，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。正确。 答案：A3．[2024·广东惠州高一期末]将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热至沉淀质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是(　　)A．Fe(OH)3；Fe2O3B．Fe(OH)2；Fe2O3C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)3答案：B解析：铁屑溶于过量的稀盐酸后生成氯化亚铁，加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在空气中易被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成水和红棕色的Fe2O3，故B正确。02.素养落实题型 制备Fe(OH)2实验装置的改进 例如图是制备Fe(OH)2的改进装置，思考并回答下列问题。(1)配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸馏水要经过____________，目的是_______________。(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是______________________________________。(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__________________________________。加热煮沸除去溶解的氧气隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2【归纳总结】　制备Fe(OH)2实验装置的改进状元随笔　制备Fe(OH)2防氧化的两个角度(1)反应试剂：配制溶液所用的蒸馏水必须经煮沸、冷却后使用。(2)反应环境：用有机溶剂覆盖法隔绝空气，如图甲；还原性气体保护法，如图乙、丙。【变式演练】在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制得的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是________________。在试管Ⅱ里加入的试剂是________________。(2)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是___________________________________________________________________。(3)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_________________________________________________________。稀硫酸、铁屑NaOH溶液 打开止水夹a，检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，再关闭止水夹a试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入03.课时作业（十八）题组一　铁的单质1．(3分)[2024·东莞高一期末]我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是(　　)A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁答案：C解析：把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故A正确；金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，而不能与氧气反应，故C错误；中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B、D正确。2．(3分)[2024·福州高一期末]常温下，将铁片放入下列溶液中，不发生反应的是(　　)A．稀硫酸 B．氯水C．氢氧化钠溶液 D．硫酸铜溶液答案：C解析：铁与稀硫酸发生反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，A不符合题意；氯水呈酸性、强氧化性，可以和铁反应，B不符合题意；铁与氢氧化钠溶液不发生反应，C符合题意；铁与硫酸铜溶液发生置换反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，D不符合题意。3．(3分)[教材改编题]下列变化通过一步反应不能直接完成的是(　　)A．Fe―→Fe3O4 B．Na―→Na2CO3C．Na2O2―→NaOH D．Na―→Na2O2答案：B 4．(3分)铁粉在高温条件下可与水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是(　　)A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．2 mol答案：C 题组二　铁的氧化物5．(3分)[2024·福建闽清高一期末]北宋沈括的《梦溪笔谈》中对指南针有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是(　　)A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2答案：C解析：Fe3O4叫做磁性氧化铁，具有磁性，磁石的主要成分是Fe3O4。6．(3分)[2024·东莞高一期中]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，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。题组三　铁的氢氧化物7．(3分)[2024·河北定州高一期中]在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。下列关于该反应的叙述不正确的是(　　)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。8．(3分)[2024·山东海阳高一期中]下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是(　　)答案：D解析：CCl4密度大，应在下层，不能长时间观察到白色沉淀，B错误；油密度小，在上层，可防止氧气氧化Fe(OH)2，能较长时间观察到白色沉淀，D正确。【综合练|选考通关】9．(3分)[2024·山东莱阳高一期末]某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析，下列说法正确的是(　　)A．实验①②所涉及的物质均为电解质B．实验①③发生的均为离子反应C．实验②③均未发生氧化还原反应D．实验①③反应制得的物质均为纯净物答案：C解析：实验①中铁与氯气都是单质，不是电解质，故A错误；实验①中铁与氯气反应生成氯化铁，不是离子间发生的反应，不属于离子反应，故B错误；实验②中氯化铁溶于水为物理变化，实验③中氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故C正确；实验③得到氢氧化铁胶体，属于混合物，故D错误。10．(3分)[2024·湖北松滋高一检测]铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是(　　)A．铁与稀硫酸反应B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解答案：D解析：Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，铁元素的化合价由0价升至＋2价，涉及铁元素价态变化，A不符合题意；Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，铁元素的化合价发生变化，B不符合题意；白色氢氧化亚铁固体在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，铁元素的化合价由＋2价升至＋3价，C不符合题意；氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和水，反应前后铁元素的化合价均为＋3价，不涉及铁元素价态变化，D符合题意。11．(3分)将磁性氧化铁放入稀硝酸中可发生如下反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)x＋NO↑＋14H2O。下列判断正确的是(　　)A．Fe(NO3)x中的x为2B．反应中每生成0.2 mol还原产物，就有0.6 mol电子转移C．HNO3在反应中全部被还原D．磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化答案：B解析：由N原子守恒可知，28＝9x＋1，解得x＝3，故A项错误；N元素的化合价由＋5价降低为＋2价，则反应中每生成0.2 mol还原产物，就有0.2 mol×(5－2)＝0.6 mol电子转移，故B项正确；稀硝酸在反应中生成硝酸盐和NO，则HNO3在反应中部分被还原，故C项错误；磁性氧化铁中的Fe元素有＋2价和＋3价，则铁元素部分被氧化，故D项错误。 (1)B中盛有一定量的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式：__________________________________铁屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑打开H2关闭止水夹E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 13．(8分)[2024·安徽长丰高一期中]A～J都是初中化学中的常见物质，其中D、E对维持自然界生命活动至关重要，A、B为黑色固体，C是红色金属单质，H为气体。它们的相互转化关系如下图所示。请回答下列问题。(1)写出下列物质的化学式：B____________，I____________。(2)反应①②③④中属于置换反应的是____________(填序号)。(3)写出反应④的化学方程式________________________________。CuOFeSO4① 解析：根据A～J都是初中化学中的常见物质，D、E对维持自然界生命活动至关重要，所以D、E可能是水、氧气或二氧化碳中的一种，C是红色金属单质，所以C是铜，A、B为黑色固体，高温会生成铜和D，A在足量的E中可以燃烧，所以A是木炭，B就是氧化铜，D就是二氧化碳，木炭和氧气反应会生成二氧化碳，所以E是氧气，二氧化碳和木炭反应会生成一氧化碳，所以F是一氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀，所以J是碳酸钙，一氧化碳和氧化铁反应会生成铁和二氧化碳，G是铁，铁和稀硫酸反应会生成硫酸亚铁和氢气，H是一种气体，所以H是氢气，I是硫酸亚铁。【培优练|能力提升】14．(8分)已知Fe3O4是一种复杂的化合物，其化学式可改写为FeO·Fe2O3。对于Fe与水蒸气反应后的黑色物质，有三个学习小组提出了三种不同的猜想，以下是小组同学进行的实验猜想与探究，请你根据小组的思路与提示完成相关空白。实验之前查阅资料得知Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时，溶液变成红色，而Fe2＋遇KSCN溶液无明显变化。【猜想】甲组：黑色物质是FeO；乙组：黑色物质是Fe3O4；丙组：____________________________；【实验探究】丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误：取生成的黑色物质少许于烧杯中，加稀盐酸使其完全溶解，再加________溶液以检验Fe3＋，观察到溶液有无出现_________现象即可判断。黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物KSCN红色解析：Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO、Fe3O4是黑色物质；黑色物质若为纯净物，可能为FeO，也可能为Fe3O4，若是混合物，则为FeO和Fe3O4的混合物。Fe3＋遇SCN－，溶液变为红色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若观察到溶液无红色现象出现，即可判断无Fe3＋，即原黑色物质为FeO。