3.1.1 铁的单质、氧化物和氢氧化物 讲义 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.1.1 铁的单质、氧化物和氢氧化物 1. 结合生活中的铁制品应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识； 2. 通过实验探究，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力； 3. 通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 一、铁的单质 1．铁的存在和冶炼 (1) 存在 铁在自然界中可以以 形态(如陨铁)存在，但主要以 价和 价化合物的形态存在于矿石中，在地壳中的含量居第四位，仅次于 、 和 。 (2) 冶炼 工业炼铁的原理是利用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2(以Fe2O3为例)。 2．铁的物理性质 铁有延展性、导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引，其熔、沸点较高。 3．铁的化学性质 根据学过的铁与一些物质的反应写出有关的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。 (1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①Fe与非金属单质反应 ②Fe与非氧化性酸反应(如稀H2SO4) 离子方程式为： ③Fe与盐溶液反应(CuSO4) Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。 【归纳总结】 (2)实验探究铁粉与水蒸气的反应 实验装置 操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到 声，证明生成了 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为 【例1】下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为＋3 C．铁在氯气中燃烧，如果铁过量会生成FeCl2 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 【例2】用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是(　　) A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 【例3】铁片投入下列溶液，溶液质量减轻，但无气体产生的是(　　) A.盐酸 B.CuSO4溶液 C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 颜色、状态 黑色粉末 粉末 晶体(有磁性) 溶解性 溶于水 类别 氧化物 氧化物 不是碱性氧化物 铁的价态 与H＋反应的离子方程式 稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的 ，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料 2.铁的氢氧化物 (1)铁的氢氧化物的制备 反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相应的 与 反应制得。 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生 絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为 离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3 (2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 固体 固体 溶解性 溶于水 溶于水 与非氧化性强酸反应的离子方程式 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3 【深度思考】 Fe(OH)2是白色的固体，但在实验中很难观察到它的白色，如何使生成的白色Fe(OH)2保持较长时间以便于观察？ 【归纳总结】 1.制备Fe(OH)2的实验操作 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的硫酸亚铁溶液的液面以下，缓慢挤出NaOH溶液。 2.制备Fe(OH)2的装置改进 【例1】下列实验操作能