第3章 第1节 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物-【导与练】2023-2024学年高中化学必修第一册同步全程学习全书word（新教材，鲁科版）

第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 1.通过学习铁与水蒸气反应的实验以及铝热反应在生产中的应用,深化对铁单质的还原性的认识。 2.通过物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应规律和氧化还原反应原理,理解并认识铁、铁的氧化物及氢氧化物的性质。 3.通过了解含铁物质在生活中的应用,掌握铁元素价态的检验方案。 学习任务1　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 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 7.86g·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与非金属单质反应。 a.与氧气反应:3Fe+2O2Fe3O4。 b.与氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3。 ④铁与水的反应。 铁在高温下可与水蒸气反应: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) 三氧化二铁(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 (离子方程式) 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 3.铁的氢氧化物 化学式 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)3Fe2O3+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 判断正误。[正确的打“√”,错误的打“×”] (1)铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4,在空气中缓慢氧化生成Fe2O3。(　　) (2)纯铁的抗腐蚀能力很强,是因为铁表面有一层致密的氧化物保护膜。(　　) (3)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。(　　) (4)Fe2+在溶液中呈浅绿色,因此Fe(OH)2沉淀为灰绿色。(　　) (5)Fe(OH)2非常不稳定,在空气中易转化为Fe(OH)3。(　　) 答案:(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 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规律的一种认知过程。某同学学习了铁粉与水蒸气的反应以后,利用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,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,设计了如图二的实验装置,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,产生的气体点燃有爆鸣声。 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:可能的原因为①产生的H2太少;②水蒸气过多。改进措施为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 置换水中的氢 结论:钠比铁活泼,还原性强,更易与水反应,反应更剧烈 探究2　氢氧化亚铁的制备 　　由于氢氧化亚铁有很强的还原性