人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料第一节第1课时铁的单质、氧化物和氢氧化物学案

第一节　铁及其化合物 第1课时　铁的单质、氧化物和氢氧化物 [学习目标]　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。 任务一　铁的单质 1．铁的存在和冶炼 (1)存在 自然界中可以以单质形态(陨铁)存在，但主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在，地壳中含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。 (2)冶炼 工业炼铁的原理是用还原法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 2．铁的物理性质 铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引。 [交流研讨1]　为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？ 提示：金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。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。 3．铁的化学性质 (1)与酸的反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (2)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (3)与非金属反应 ①Fe与O2：3Fe＋2O2Fe3O4(剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体)。 ②Fe与Cl2：2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕黄色的烟)。 (4)实验探究铁粉与水蒸气的反应 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H2，则该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。上述实验装置中，湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。 [交流研讨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_____。 提示：b　用水蒸气排出装置内的空气　①Fe与O2生成了Fe3O4，无法与水蒸气反应　②Fe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 1．正误判断，错误的说明原因。 (1)由于铁单质性质比较活泼，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＋：_____。 (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：_____。 答案：(1)错误。陨石中含有游离态的铁单质 (2)错误。铁与ZnCl2溶液不能发生反应 (3)错误。用磁铁也可以分离铁粉与铜粉的混合物 (4)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_____。 (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_____ _____。 答案：(1)产生水蒸气 (2)除去未反应的水蒸气，干燥H2 (3)A　收集H2，并检验其纯度 解析：(1)B装置中发生的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A装置的作用是产生水蒸气。(2)D装置的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)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。 任务二　铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 (1)氧化亚铁 ①物理性质：黑色粉末，不溶于水。 ②化学性质 a．与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O。 b．不稳定，在空气里受热能氧化成Fe3O4。 (2)氧化铁 ①物理性质：俗称铁红，红棕色粉末，不溶于水。 ②化学性质 与盐酸反应的离子方程式：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ③用途：Fe2O3常用作红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是 ... ...