内容正文:
第1节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物、氢氧化物
学习目标
核心素养
1.结合真实情境中的应用和通过实验探究,了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质。
2.能依据教材给出的问题,设计简单的实验方案制备Fe(OH)2。
3.了解铁、铁的氧化物、氢氧化物在生产、生活中的应用。
1.微观探析:能从物质类别和铁元素化合价的角度认识铁及氧化物、氢氧化物的性质。
2.科学探究:能用简单实验探究铁与水的反应产物、制备Fe(OH)2。
知识点一 铁的单质
[对应学生用书第57页]
1.铁元素的存在及使用
(1)存在:铁在自然界中既可以以__单质__的形态存在,也可以以__化合物__的形态存在,其主要化合价有__+2__价和__+3__价,地壳中铁元素的含量仅次于__氧__、__硅__和__铝__,居第四位。
(2)使用历史
人类最早使用的铁是__陨铁__,我国在春秋初年掌握了冶铁技术,在战国中期铁制工具得到了广泛使用。
(3)工业炼铁的原理是用__还原__剂把铁矿石中的铁提炼出来,如用CO还原Fe2O3。
2.铁单质的性质
(1)物理性质
纯净的铁是光亮的__银白__色金属,密度较大,熔点__较高__,有__延展__性和__导热__性。能导电,其导电性比铜、铝__差__,能被__磁铁__吸引。
(2)化学性质
写出下列反应的化学方程式或离子方程式:
(3)在如图所示的实验装置中
①试管中湿棉花的作用是__加热时产生水蒸气与铁粉反应__。
②若用火柴点燃肥皂泡,可能发生的现象是__听到爆鸣声__。
③该反应体现铁单质具有__还原__性。
[思考探究]
1.有下列物质:①S ②CuCl2溶液 ③稀H2SO4 ④AgNO3溶液 ⑤Cl2,与Fe反应时生成+2价铁的化合物的是________(填序号,下同),生成+3价铁的化合物的是________。
提示 ①②③④ ⑤
2.铁与水蒸气能发生反应,日常生活中为什么可用铁壶烧水?
提示 铁只能与水蒸气在高温下反应,而与冷水或热水不反应。
[归纳提升]
铁的氧化
1.铁与氧化性较弱的氧化剂反应:铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物,Fe-2e-===Fe2+,如铁与盐酸、硫酸铜溶液的反应。
2.铁与氧化性较强的氧化剂反应:铁原子失去3个电子生成+3价铁的化合物,Fe-3e-===Fe3+,如铁与氯气的反应。
下列关于铁的说法正确的是
A.铁在空气中点燃剧烈反应,火星四射
B.铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁
C.已知Fe和CuSO4溶液反应,推测Fe与AgNO3溶液也能反应
D.铁与过量的盐酸反应的离子方程式:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
[解析] 铁在空气中不能燃烧,A项错误;铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁,B项错误;Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银,C项正确;铁与盐酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,反应产物与量的多少无关,D项错误。
[答案] C
●易错警示
考生常混淆铁在不同环境、不同条件下的反应产物。
(1)常温下,辨清铁所处的环境是干燥的氧气还是潮湿的空气中。
(2)燃烧时注意氧气的纯度,氧气越纯净,铁越易在氧气中燃烧。
某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰
B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应
D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
[解析] 铁与热水不反应,故C项中组员之间的交流不合理。
[答案] C
知识点二 铁的氧化物
[对应学生用书第58页]
1.物理性质
名称
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
化学式
__FeO__
__Fe2O3__
__Fe3O4__
俗名
__铁红__
__磁性氧化铁__
铁的化合价
__+2__
__+3__
__+2、+3__
颜色、状态
__黑__色粉末
__红棕__色粉末
__黑__色晶体
溶解性
都__不__溶于水
2.化学性质
(1)稳定性:FeO不稳定,在空气里受热,迅速被氧化成__Fe3O4__。
(2)与酸反应:FeO和Fe2O3属于__碱性__氧化物,与盐酸反应的离子方程式分别为 FeO+2H+===Fe2++H2O , Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O 。
3.主要用途
Fe2O3常用作__油漆__、涂料、油墨和橡胶的红色颜料。赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料。
[思考探究]
Fe3O4与盐酸反应的产物是什么?写出该反应的离子方程式。
提示 Fe3O4与盐酸反应的产物是FeCl2和FeCl3。Fe3O4+8H+===Fe2++2