第3章 第1节 铁的多样性-2021-2022学年新教材高中化学必修第一册【导与练】高中同步全程学习word（鲁科版）山东专用

第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 学习目标导航 课程目标展示 素养目标达成 1.知道铁的氧化物的性质及应用。 2.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 3.掌握Fe2+、Fe3+间的相互转化。 1.宏观辨识与微观探析:能选择不同的氧化剂、还原剂,实现铁与铁的化合物的相互转化。 2.证据推理与模型认知:能通过物质类别的分类模型,理解铁单质及其氧化物、氢氧化物、铁盐、亚铁盐的性质;能通过铁及其化合物之间的转化,建构起分类观和转化观等化学基本方法。 3.科学探究与创新意识:能通过对补铁剂中铁元素价态的探究,让学生体验科学探究在实际生活中的应用。 学习任务1　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 NO.1　自主学习·夯实基础 1.铁单质 (1)物理性质 颜色、 状态 密度 熔点 导热性、 延展性 导电性 特性 银白色 固体 7.86 g·cm-3 1 538 ℃ 良好 比铜、 铝差 能被 磁铁 吸引 (2)化学性质 ①与酸反应生成氢气: 与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑。 ②与某些盐溶液发生置换反应: 与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu。 ③与非金属反应 a.与氧气反应:3Fe+2O2Fe3O4。 b.与氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3。 c.与硫反应:Fe+SFeS。 ④铁与水的反应: 铁在高温下可与水蒸气反应: 实验装置 实验现象 实验结论 反应方程式 用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 2.铁的氧化物 名称 (化学式) 氧化亚 铁(FeO) 四氧化三 铁(Fe3O4) 氧化铁(Fe2O3) 俗名 — 磁性氧化铁 铁红 颜色、 状态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 铁元素 的价态 +2 +2、+3 +3 与稀盐 酸反应 FeO+2H+Fe2++H2O Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O 与铝粉 反应 3FeO+2Al3Fe+Al2O3 8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 用途 瓷器的色素 磁性材料 油漆、涂料、 作红色颜料 微点拨:(1)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,而Fe3O4属于复杂氧化物。 (2)FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应,常用KClO3和镁条引发该反应。 3.铁的氢氧化物 项目 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 与稀盐酸反 应(化学方 程式) Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O 受热分解 (化学方 程式) — 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 制备 (离子方 程式) 可溶性亚铁盐与碱溶液反应:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 转化 在空气中,Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 NO.2　互动探究·提升能力 探究1　铁与水蒸气的反应 科学研究是人们探索自然现象和社会现象的规律的一种认知过程。某位同学学习了铁粉与水蒸气反应以后,利用对教材中的实验装置进行了实验,发现存在以下问题: (1)棉花吸水量不好控制,导致要么产生水蒸气太少,要么会沿试管向下流,导致试管炸裂。 (2)加热温度不好控制,当温度过低时,反应难以发生;温度过高,棉花会被炭化或烧焦,使得实验的成功率不高。于是该同学对实验进行改进,试分析其设计的装置并回答相关问题。 问题1:图一能证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的现象是什么? 提示:肥皂泡不断增多上升,点燃有爆鸣声。 问题2:图一装置中湿棉花的作用是什么?与图二中A、B、C、D哪个装置的作用一样? 提示:提供水蒸气,与图二中A装置的作用一样。 问题3:图二装置实验中,D处排出的气体几乎点不着,已知该装置不漏气,使用的各种药品没有质量问题,你认为气体点不着的可能原因是什么?应如何改进? 提示:可能的原因:①产生的H2太少;②水蒸气过多。 改正措施:①增加还原铁粉的用量;②控制烧瓶的加热温度,避免产生大量水蒸气(或增加干燥剂的用量)。 钠和铁与水反应的对比 项目 钠与水反应 铁与水反应 条件 常温 高温 试剂 液态水 水蒸气 产物 氢氧化物(氢氧化钠) 氧化物(四氧化三铁) 原理 置换水中的氢 置换