第三章第1課時鐵的單質(zhì)氧化物及氫氧化物高一化學(xué)課件

第一節(jié)

鐵及其化合物第三章鐵金屬材料第1課時鐵的單質(zhì)、氧化物及氫氧化物鐵的單質(zhì)01鐵的氧化物與鐵的氫氧化物02氫氧化亞鐵制備裝置的改進0304

考點

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突破ExamPointsBreakthrough鞏固提升EPB考點突破01鐵的單質(zhì)【情境】我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺出土的春秋初年秦國的銅柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術(shù)。戰(zhàn)國中期以后，鐵制工具在社會生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。【問題探究】1．自然界里有游離態(tài)的鐵嗎？鐵元素在化合物中呈現(xiàn)的主要化合價有哪些？【解析】有；主要存在于隕鐵中；鐵元素在化合物中的主要價態(tài)為＋2、＋3價。2．把鐵片投入CuSO4溶液中，寫出反應(yīng)的離子方程式?！窘馕觥縁e＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。3．鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)，日常生活中為什么可用鐵壺?zé)?？【解析】鐵只能與水蒸氣在高溫下反應(yīng)，而鐵與熱水不反應(yīng)。歸納總結(jié)1．鐵的存在與冶煉2．鐵的物理性質(zhì)物質(zhì)狀態(tài)密度熔點沸點金屬共性特性銀白色，有金屬光澤固體7.86g/cm31535℃2750℃導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性好能被磁體吸引3．鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應(yīng)，鐵原子失去2個電子生成＋2價鐵的化合物；而鐵與氧化性較強的氧化劑(如氯氣等)反應(yīng)，鐵原子則失去3個電子生成＋3價鐵的化合物。(1)在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)(2)鐵與水蒸氣的反應(yīng)

易錯點(1)Fe與冷水、熱水不反應(yīng)，F(xiàn)e與H2O(g)高溫下反應(yīng)的產(chǎn)物是Fe3O4，而不是Fe2O3。(2)鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。(3)鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)不論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。

課堂練習(xí)1．常溫下，下列物質(zhì)可以用鐵制容器盛裝的是A．硫酸銅溶液 B．濃硝酸 C．稀鹽酸 D．稀硫酸【答案】B【解析】A．常溫下硫酸銅和鐵發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸亞鐵和Cu，不能用鐵制容器盛裝，A不符合題意；B．常溫下，鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，表面生成一層致密氧化物薄膜阻止反應(yīng)進行，可以用鐵制容器盛裝，B符合題意；C．常溫下稀鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，不能用鐵制容器盛裝，C不符合題意；D．常溫下稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，不能用鐵制容器盛裝，D不符合題意；故選B。2．下列化合物不能通過化合反應(yīng)制備的是A．Fe3O4 B．FeCl2 C．Fe(OH)3 D．CuSEPB考點突破02鐵的氧化物與鐵的氫氧化物【情境】1．鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置如圖所示【問題探究】(1)實驗時，是先加熱濕棉花還是先加熱還原鐵粉？(2)點燃肥皂液時有什么現(xiàn)象？(3)該實驗中濕棉花的作用是什么？(4)為了加速反應(yīng)，往往把還原鐵粉分散于石棉絨上，其原因是什么？(5)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用雙線橋表示出電子轉(zhuǎn)移的情況。2．向Fe2O3中加入適量稀鹽酸溶解，然后加入NaOH溶液有什么現(xiàn)象？改加過量鹽酸，又有什么現(xiàn)象？寫出變化過程的離子方程式?！敬鸢浮坑屑t褐色沉淀生成。剛開始加入NaOH溶液時無明顯現(xiàn)象，隨著NaOH溶液的加入產(chǎn)生紅褐色沉淀：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，H＋＋OH－===H2O，F(xiàn)e3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。3．向FeO中加入適量稀鹽酸溶解，然后加入NaOH溶液，有什么現(xiàn)象？為什么？寫出有關(guān)化學(xué)方程式?！敬鸢浮可砂咨恋?，迅速變成灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色。FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O，F(xiàn)eCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。歸納總結(jié)1．鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵色、態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O特殊轉(zhuǎn)化FeO在空氣中受熱，迅速被氧化為Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4＋2價＋3價＋2價，＋3價2.鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)固體固體與H＋反應(yīng)的離子方程式受熱分解—2Fe(OH)3

Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與強堿溶液反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(離子方程式)可溶性鐵鹽與強堿溶液反應(yīng)：

(離子方程式)二者的關(guān)系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成

色，最后變成

色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

易錯點(1)Fe3O4不屬于堿性氧化物，F(xiàn)eO、Fe2O3屬于堿性氧化物。(2)Fe3O4的組成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3組成的混合物，F(xiàn)e3O4有固定的組成，是一種純凈物。白色紅褐色Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OFe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓灰綠紅褐4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

課堂練習(xí)1．關(guān)于鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列敘述正確的是A．鐵的三種氧化物中鐵元素的化合價完全相同B．都是堿性氧化物，都能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水C．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，常用作紅色顏料D．四氧化三鐵中鐵元素有+2價和+3價，它是一種混合物【答案】C【解析】A．FeO中鐵的化合價為+2價，F(xiàn)e2O3中鐵元素的化合價為+3價，F(xiàn)e3O4為復(fù)雜的氧化物，其中鐵的化合價可以看作是由+2、+3價組成，A項錯誤；B．FeO、Fe2O3為堿性氧化物，F(xiàn)eO與鹽酸反應(yīng)FeO+2HCl=FeCl2+H2O，F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，F(xiàn)e3O4不屬于堿性氧化物，與鹽酸反應(yīng)Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B項錯誤；C．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，常用作紅色顏料，C項正確；D．四氧化三鐵是復(fù)雜的化合物，屬于純凈物，D項錯誤。故選C?！窘馕觥窟xA

Fe(OH)2中的Fe2＋具有還原性，可被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，A項錯誤；FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，故具有堿性氧化物的通性，都能與鹽酸反應(yīng)，B項正確；Fe(OH)2只能通過復(fù)分解反應(yīng)得到，F(xiàn)e(OH)3可由Fe(OH)2與O2、H2O發(fā)生化合反應(yīng)得到，C項正確；Fe3O4俗稱磁性氧化鐵，其組成可表示為FeO·Fe2O3，鐵元素的化合價為＋2價、＋3價，D項正確。EPB考點突破03氫氧化亞鐵制備裝置的改進【情境】將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中會產(chǎn)生白色的Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，但由于Fe(OH)2極易被氧化，溶解在水溶液中的少量氧氣可把Fe(OH)2迅速氧化成Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，所以在制備Fe(OH)2的過程中一定要隔絕O2，防止生成的Fe(OH)2被氧化。[實驗裝置]【問題探究】1．NaOH溶液為什么要事先煮沸后才能使用？【解析】煮沸NaOH溶液的目的是除去溶液中溶解的O2，防止O2將Fe(OH)2氧化。2．FeSO4溶液若長期露置于空氣中，可能產(chǎn)生的雜質(zhì)陽離子是什么？【解析】Fe3＋；原因是FeSO4溶液中的Fe2＋被空氣中的O2氧化成Fe3＋。3．改進裝置①中加入少量苯的目的是什么？【解析】苯的密度比水小，且難溶于水，加入少量苯覆蓋在FeSO4溶液的上層用于隔絕下層液體與空氣接觸，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。4．改進裝置③中，如何操作就能長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀？【解析】先打開止水夾a，利用Fe與稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的H2將裝置內(nèi)的空氣排出，待導(dǎo)管b排出的氣體驗純后，再關(guān)閉止水夾a，產(chǎn)生的H2使試管A中氣壓大于外界氣壓，把試管A中的液體(FeSO4溶液)壓入試管B中，反應(yīng)得到Fe(OH)2白色沉淀。即操作方法為先打開止水夾a，待導(dǎo)管b排出的氣體驗純后，再關(guān)閉止水夾a。5．改進裝置②能較長時間觀察到白色沉淀的原因是什么？【解析】鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成的H2排除了裝置內(nèi)的空氣，同時試管內(nèi)剩余的H2起到保護氣的作用，防止Fe(OH)2與O2接觸被氧化，因此能較長時間觀察到白色沉淀。歸納總結(jié)氫氧化亞鐵制取實驗的四個關(guān)鍵點(1)Fe2＋極易被空氣中氧氣氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)為了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸餾水和制備Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，盡可能除去O2。(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。(4)為防止Fe2＋被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機物(如苯)，以隔絕空氣。

課堂練習(xí)【答案】D【分析】氯化亞鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，被氧氣氧化，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀?！窘馕觥緼．根據(jù)分析，不能長時間觀察到白色，A錯誤；B．四氯化碳的密度比水大，不能起到隔絕氧氣的作用，不能長時間觀察到白色，B錯誤；C．氨水與氯化亞鐵反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，C錯誤；D．油的密度比水小且與水不互溶，能起到隔絕氧氣的作用，能長時間觀察到白色沉淀，D正確；故選D。【答案】B【分析】如圖，可推知該金屬為鐵，a為鐵單質(zhì)，b為氧化亞鐵，c為氧化鐵，d為氫氧化鐵，e為氫氧化亞鐵，f為亞鐵鹽，g為鐵鹽，h為高鐵酸鹽，以此分析解答?！窘馕觥緼．據(jù)分析，b、c、e、d均難溶于水，故A合理；B．圖乙裝置A中的導(dǎo)管沒有插到液面以下，生成的FeSO4無法壓入B管中，不能生成Fe(OH)2，故B不合理；C．FeCl3溶液腐蝕銅箔可用于印刷電路板的刻蝕：氯化鐵溶液和銅反應(yīng)得到氯化亞鐵和氯化銅，該反應(yīng)中FeCl3具有強氧化性，故C合理；D．b、c均為堿性氧化物，均可與稀鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，且反應(yīng)原理相同，故D合理；故選B?！窘馕觥?1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化，裝置5的作用是通過液封，防止空氣進入裝置4。(2)3中溶液不能進入4的原因是生成的氫氣沿著導(dǎo)管通過2逸出，三頸燒瓶中無法形成高壓，故需在2、3之間加一個控制開關(guān)。(3)生成灰綠色沉淀說明氫氧化亞鐵被氧氣氧化，分析原因應(yīng)該是裝置4中的空氣未排盡。【答案】(1)分液漏斗液封，防止空氣進入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡EPB考點突破04鞏固提升01練習(xí)與應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用022．2023年7月國內(nèi)海拔最高、區(qū)域最廣的丹霞地貌景區(qū)配套設(shè)施—四川省甘孜州新龍紅山景區(qū)正式開園，丹霞地貌的巖層呈紅色是因為含A．Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 C．FeO D．Fe2O3【答案】D【解析】Fe(OH)3為紅褐色固體，F(xiàn)e(OH)2為白色固體，F(xiàn)eO為黑色固體，F(xiàn)e2O3為紅棕色固體，俗稱鐵紅，丹霞地貌的巖層呈紅色，主要原因是因為含有Fe2O3，故選：D。03練習(xí)與應(yīng)用3．下列物質(zhì)中鐵元素的化合價為＋2價的是(

)A．Fe B．FeOC