第三章 第1节 第1课时 铁的单质、氧化物、氢氧化物-【高考领航】2021-2022学年新教材高中化学必修第一册同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第一节　铁及其化合物 第1课时　铁的单质、氧化物、氢氧化物 学业要求解读 活动探究建议 1.从物质类别和铁元素化合价角度分析：铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物可能具有的性质，并寻求证据，加以验证体会证据推理在化学学习中的应用。 2.通过对含铁剂中铁元素价态的实验探究，进一步强化对铁的化合物性质的认识，体会铁及其化合物在生产、生活中的应用。 1.注重多角度对铁的几种氧化物、铁的两种氢氧化物进行对比。 2.查阅资料，实验探究，体会铁元素与人体健康。 学习任务一　铁的单质 1．铁的含量及存在形态 (1)铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居第四位。 (2)铁元素的化合价主要为＋2、＋3价，在自然界中主要以化合态形式存在。 2．铁的物理性质 纯净铁光亮银白色金属，密度较大，故沸点较高，纯铁抗腐蚀能力强，有良好的延展性和导热性，导电性比铜、铅差，能被磁铁吸引。 　一家生产“银粉”的企业，将铝粉和铁粉混合在一起，请你设计一种简单方法帮助他们把铁粉和铝粉分开。 提示：可以用磁铁吸引，把铁粉吸走，从而将两者分开。 　铁矿物种类繁多，已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。 (1)赤铁矿的主要成分是什么？ (2)炼铁时发生的主要反应是什么？ 提示：(1)赤铁矿的主要成分是氧化铁。 (2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 3．铁的化学性质 (1)Fe与非金属及盐反应 【注意】　在一定条件下，Fe作为还原剂与氧化性较弱的氧化剂反应，Fe－2e－→Fe2＋；与氧化性较强的氧化剂反应，Fe－3e－→Fe3＋。 (2)铁与水的反应 铁与冷水、热水不反应。铁粉与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 　铁与水蒸气可以反应，为什么在日常生活中可以用铁壶烧水？ 提示：铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应，所以可以用铁壶烧水。 铁粉与水蒸气反应的实验探究 实验装置 装置1 装置2 操作及现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 高温时，铁能与水蒸气反应，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 实验说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气； ②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好； ③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用 (1)Fe与H2O(g)反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。 (2)铁生锈的实质是Fe与H2O、O2发生反应。 　(源于教材P66图3－5)如图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。 回答下列问题： (1)写出有关反应的化学方程式：____________________________________。 (2)干燥管C内盛放的药品是________，作用是___________________。 (3)在D处画出用简单方法(用试管)收集氢气的装置图(所需其他仪器自选)。 (4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是________________________；圆底烧瓶底部放了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是________。 (5)实验开始时应先点燃________，理由是______________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(1)书写化学方程式时，应注意H2O的状态与产物的成分。(2)应选固体干燥剂。(3)应采用向下排空气法，注意导管的位置。(4)通过加热圆底烧瓶中的水制取水蒸气。(5)实验时，应先加热圆底烧瓶，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再加热硬质玻璃管，防止铁粉被空气中的氧气氧化。 【答案】　(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)碱石灰(或无水CaCl2等)　除去H2中的水蒸气 (3) (4)提供持续不断的水蒸气防止暴沸 (5)酒精灯　防止铁粉被空气中的氧气氧化 1．如图在铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口部 C．用铁丝网罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成 解析：选B。试管底部的湿棉花移到试管口部，容易堵住试管口。 学习任务二　铁的氧化物、铁的氢氧化物 1．铁的氧化物 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁 化学式 FeO Fe3