第1节 第1课时 铁的单质（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第一节 铁及其化合物 课时1 铁的单质 人教版2019必修第一册 第三章 铁 金属材料 素养目标 宏观辨识与微观探析： 能依据物质类别和元素价态列举铁元素的典型代表物。能利用离子反应、氧化还原反应等概念对铁及其化合物的相关反应进行分类和分析说明。 证据推理与模型认知： 能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测铁及其化合物的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 科学探究与创新意识： 结合应用实例，将铁和铁的氧化物的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。 教学目标 本节重点 能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质。 本节难点 能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质 1. 了解铁元素在自然界中的存在形态，知道铁的物理性质； 2. 能用氧化还原原理进一步认识铁的化学性质，基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式，并解释生产中的化学问题； 新课导入 请你判断！ 一位病人的化验单上显示指标如下，你是医生得出什么结论？ 判断其为缺钙，同时缺铁性贫血 观看 新课导入 你知道吗？ 铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种，人体含铁量是多少呢？ 【资料卡片】P70 人体中的铁元素 铁在成人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。 为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。 铁从哪儿来呢？ 观看 铁元素在自然界中的分布 壹 铁的物理性质 贰 知识导航 叁 铁的化学性质 课堂思考 你知道吗？ 你知道生活中的富铁食品吗？ 01 铁元素在自然界中的分布 一、铁元素在自然界中的分布 课堂探究 了解记忆 探究学习 1.人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中 9 课堂探究 了解记忆 一、铁元素在自然界中的分布 探究学习 2.铁元素在自然界中的分布 丹霞地貌的岩层因Fe2O3而呈红色 课堂探究 一、铁元素在自然界中的分布 了解记忆 探究学习 2.铁元素在自然界中的分布 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 O Si Al Fe 地壳中元素含量递减 典例精讲 一、铁元素在自然界中的分布 了解记忆 3.我国的“ 铁文化 ” 探究学习 我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出图的西周晚期的玉柄铁剑，这说明西周晚期我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。 课堂思考 请你想想！ 你还记得炼铁高炉内发生的化学反应吗？ 用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 高温 铁的性质如何？ 02 铁的物理性质 课堂思考 请你思考！ 网上曾流传出一段视频，有网友竟用吸铁石从麦片 中吸出了铁粉。这是不是不法商家添加的呢？ 配料表中的还原铁是不是铁的单质呢？该如何验证？ 15 课堂探究 二、铁的物理性质 重点掌握 探究学习   ①有延展性和导热性。 ②能导电，但其导电性不如铜和铝。 ③能被磁铁吸引。 ④熔点：1535℃； 沸点：2750℃； 密度：7.86g/cm3。 课堂思考 请你思考！ 网上曾流传出一段视频，有网友竟用吸铁石从麦片 中吸出了铁粉。这是不是不法商家添加的呢？ 经查证，部分营养麦片中的确添加了铁粉。 那么营养麦片中添加铁粉的目的是什么呢？ 17 03 铁的化学性质 课堂思考 请你回忆！ 你还记得基于物质类别研究金属单质的性质？ Fe Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑ 3Fe＋2O2 Fe3O4 点燃 基于物质类别研究单质的性质 铁的化学性质如何？ 课堂探究 三、铁的化学性质 重点理解 探究学习 1.铁元素价类二维图 物质类型角度 金属单质 与非金属单质反应 与酸溶液反应 与某些盐溶液反应 请你思考！ 观察化学反应方程式，铁的化合价变化有何异同？ 课堂思考 思考与讨论 我们学习过铁与一些物质的反应。在铁与氯气的反应，铁与盐酸的反应，铁与硫酸铜溶液的反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？ Fe + 2HCl——2FeCl2 + H2 2Fe + 3Cl2——2FeCl3 点燃 Fe + CuSO4——FeSO4 + Cu 课堂探究 三、铁的化学性质 重点理解 探究学习 2.元素价态角度 2Fe+3Cl2——2FeCl3 点燃 Fe FeCl3 化合价升高 0 +3 Fe FeCl2 化合价升高 0 +2 Fe+CuSO4——FeSO4+Cu Fe 化合价升高 0 +2 FeSO4 Fe+2HCl——2FeCl2+H2 为什么有的化学方程式中铁的化合价变成+2，有的变成+3？ 课堂探究 三、铁的化学性质 重点理解 探究学习 2.元素价态角度 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应。 铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物。 铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物。 Fe-2e-→Fe2+ Fe-3e-→Fe3+ Fe Fe2+ Fe3+ 强氧化剂 弱氧化剂 Cl2、HNO3等 S、H+、Cu2+等 23 课堂探究 三、铁的化学性质 重点理解 探究学习 2.元素价态角度 物质类别（x) 单质 氧化物 碱 盐 元素 价态(y) 0 +2 +3 Fe3+ Fe2+ Fe Fe3O4 HCl、S、I2、Cu2+ 加弱氧化剂 Cl2、Br2、 O2 加强氧化剂 24 课堂探究 三、铁的化学性质 探究学习 重点理解 3.铁的化学性质 （1）与非金属单质反应 铁是一种较活泼金属，具有还原性。 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 Fe＋S===FeS 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 课堂探究 三、铁的化学性质 重点理解 3.铁的化学性质 探究学习 (2)与酸反应 Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑ (3)与盐反应 Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+ 常温下，Fe（或Al）遇浓硫酸（或浓硝酸）会钝化，所谓金属钝化是因为金属表面形成致密的氧化膜，阻止反应的进一步发生。 常温下可以用铁桶或者铝制容器盛放浓硫酸或浓硝酸。 课堂思考 【问题解决】 性质决定用途，你认为营养麦片中添加铁粉的目的是什么呢？ 那么营养麦片中添加铁粉的目的 ①抗氧化，保持麦片新鲜。（利用铁粉与氧气的反应） ② 补铁。 （铁粉和胃酸发生反应，生成亚铁离子，被人体吸收） 1. 因为添加铁粉的含量极少，所以抗氧化效果并不佳。 2. 通过吃铁粉补充铁元素的做法并不科学，因为胃酸浓度不高，铁粉并不能完全被溶解，吸收率很低。 结论，营养麦片中添加适量铁粉不存在危害。但益处不大。这是商家的营销手段而已。 【专家建议】 27 典例精讲 【例1】判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　　) (2)根据铁与Cl2、S反应的条件可以判断Cl2、S的氧化性强弱(　　) (1)FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到(　　) × × × (4)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同 ( ) × 请你思考？ 通过钠和水的反应，可知水是一种较弱的氧化剂。结合生活常识以及以下材料，预测水能氧化铁吗？ 课堂思考 铁和冷水不反应 铁和热水不反应 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。 这是为什么呢？ 提示：铁与水会反应吗？ 课堂思考 请你思考！ 若铁在高温下能与水反应，根据所学知识预测产物。 预测铁与水反应的产物 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 通过钠和水的反应，可知水是一种较弱的氧化剂 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 类比钠的性质，Fe是氢之前的金属，与水反应能不能置换出氢气？ Fe+H2O Fe(OH)3+H2↑ ? Fe(OH)3 Fe2O3 （500℃以上分解） 课堂探究 三、铁的化学性质 预测产物 探究学习 (4)预测铁与水反应的产物 根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。 铁粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 黑色 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 白色 红褐色 受热 不分解 不稳定，在高温下可被水蒸气或者O2氧化 6Fe2O3=4Fe3O4+O2↑ 高温下比Fe2O3稳定 受热易分解 500 ℃ 分解为Fe2O3 Fe(OH)3 Fe2O3 （500℃以上分解） Fe+H2O Fe3O4+H2↑ ？ 课堂思考 请你思考！ 如何设计实验验证你的想法？ 研究物质性质的一般程序 性质预测 设计方案 得出结论 实验探究 【思考与讨论】 有人设计了如图3-5所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。 32 课堂探究 三、铁的化学性质 重点掌握 实验探究 观察并通过实验验证你的预测的准确性（铁能与水及产物） 课堂探究 重点掌握 三、铁的化学性质 实验探究 (5)铁与水蒸气的反应 ①实验时，是先加热湿棉花还是先加热还原铁粉？ ②点燃肥皂液时有什么现象？ ③该实验中湿棉花的作用是什么？ 课堂探究 三、铁的化学性质 实验探究 重点掌握 (5)铁与水蒸气的反应 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 实验注意点： ①试管口略向下倾斜； ②酒精灯先加热湿棉花，有水蒸气后， 再点燃酒精灯加热还原铁粉； ③加热一会后再将导管插入到肥皂水中； ④结束时，先撤导管，再移酒精灯。 现象:加热时试管内铁粉红热，生成黑色固体，点燃肥皂泡可听到爆鸣声,生成的产物不是氧化铁。 课堂思考 请你说说！ 此装置有什么缺点？如何改进？ 从水蒸气生成方式和氢气的检验方式角度思考，如何改进实验装置？ 设计铁与水反应实验装置 水蒸气发生器 改进点：1.改变水蒸气的生成方式 2.氢气的收集方式 气体检验收集装置 36 课堂探究 三、铁的化学性质 实验改进 探究学习 (5)铁与水反应实验装置的改进 典例精讲 【例2】某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部放碎瓷片的作用是 。 (2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。 (3)D的作用是 。 (4)E中的实验现象是 。 (5)A 、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯 ) ，点燃 E处酒精灯之前应进行的操 作是 。 收集H2并检验其纯度 产生水蒸气 防止加热时液体暴沸 吸收未反应的水蒸气，干燥H2 黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成 A 38 课堂小结 铁的化学性质 铁 钠 非金属单质 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 3Fe + 4O2 Fe3O4 2Na + Cl2 2NaCl 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 Na2O2 酸 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 盐溶液 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 2Na + CuSO4 +2H2O = Na2SO4 + Cu(OH)2 + H2↑ 水 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 39 随堂演练 1.下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为+3价的是( ) A.氯化铁溶液 B.氯气 C.硫酸铜溶液 D.稀盐酸 B 2．下列关于铁及其化合物的说法正确的是（ ） A．硫酸铁溶液不具有净水作用 B．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称磁性氧化铁 C．铁粉与水蒸气在加热条件下的反应产物为Fe2O3和H2 D．去除FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加入过量铁粉， 然后过滤 D 40 随堂演练 3.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(　　) B 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 高温 41 演示完毕 感谢聆听 https://www.zxxk.com/user/13354804 2Fe＋3H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe2O3＋3H2 $$