第3章 第1节 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第一册高中同步学案（鲁科版）

第三章　物质的性质与转化 第一节　铁的多样性 第1课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理基础 突破重点 Part 02 随堂演练 知识落实 Part 03 课时作业 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 梳理基础 突破重点 返回导航 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 光亮银白 大 强 高 延展性 导热性 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 黑色 黑色 红棕色 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 随堂演练 知识落实 返回导航 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 课时作业（十六） 点击进入 word 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 谢谢观看 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 学习目标 核心素养 1.从物质类别和铁元素化合价角度分析：铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物可能具有的性质，并寻求证据，加以验证体会证据推理在化学学习中的应用。2.通过对含铁化合物中铁元素价态的实验探究，进一步深化对铁的化合物性质的认识，体会铁及其化合物在生产、生活中的应用。 1.注重铁的几种氧化物、铁的两种氢氧化物的对比。2.查阅资料，实验探究，理解铁元素与人体健康的关系。 知识点一　探索铁单质的性质 1.铁的物理性质 纯净的铁是 色金属，密度较 ，故沸点较 ，纯铁抗腐蚀能力 ，有良好的 和 ，导电性比铜、铅差、能被磁铁吸引。 (2)铁与水蒸气反应 ①Fe与H2O(g)反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。 ②Fe不能与冷、热水反应。 ③铁生锈的实质是Fe与H2O、O2发生反应。 (3)铝热反应 [互动探究] 1.一家生产“银粉”的企业，将铝粉和铁粉混合在一起，请你设计一种简单方法帮助他们把铁粉和铝粉分开。 提示：可以用磁铁吸引，把铁粉吸走，从而将两者分开。 2.铁与水蒸气可以反应，为什么在日常生活中可以用铁壶烧水？ 提示：铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应，所以可以用铁壶烧水。 铁粉与水蒸气的反应 实验装置 装置1 装置2 操作及现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 高温时，铁能与水蒸气反应，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g) eq \o(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2 实验说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用 　（源于教材P85交流研讨）如图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。 回答下列问题： (1) 写出有关反应的化学方程式：_____________________________ (2)干燥管C内盛放的药品是　　　　　　　　　　　　　, 作用是______________。 (3)在D处画出用简单方法（用试管）收集氢气的装置图（所需其他仪器自选）。 (4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　；圆底烧瓶底部放了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是　　　　　　　。 (5)实验开始时应先点燃　　　　　，理由是__________. 解析：(1)书写化学方程式时，应注意H2O的状态与产物的成分。(2)应选固体干燥剂。(3)应采用向下排空气法，注意导管的位置。(4)通过加热圆底烧瓶中的水制取水蒸气。(5)实验时，应先加热圆底烧瓶，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再加热硬质玻璃管，防止铁粉被空气中的氧气氧化。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g) eq \o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2 (2)碱石灰（或无水CaCl2等）　除去H2中的水蒸气 (3)如下图所示（向下排空气法，导管口伸入试管底部） (4)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应提供持续不断的水蒸气　防止暴沸 (5)酒精灯　先点燃酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防止Fe与O2反应 自学检测 1.如图在铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口部 C．用铁丝网罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成 解析：选B　试管底部的湿棉花移到试管口部，容易堵住试管口。 2.下列关于铁的说法正确的是(　　) A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．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 解析：选C　纯铁为银白色，A错；铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，B错；自然界中有少量铁以单质形式存在（如陨铁），D错。 知识点二　铁的氧化物、铁的氢氧化物 1.铁的氧化物 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁 化学式 FeO Fe3O4 Fe2O3 俗名 — 磁性氧化铁 铁红 色态 粉末 晶体 粉末 Fe价态 ＋2 ＋2，＋3 ＋3 与HCl反应 FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2+＋2Fe3+＋4H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O 与H2反应 FexOy＋yH2 eq \o(=====,\s\up15(△))xFe＋yH2O 与CO反应 FexOy＋yCO eq \o(=====,\s\up15(高温))xFe＋yCO2 注意：(1)氧化铁粉末与铝粉在高温条件下发生反应生成铁单质和氧化铝，并放出大量热： 2Al＋Fe2O3 eq \o(=====,\s\up15(高温))2Fe＋Al2O3 (2)利用金属铝的强还原性，铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应，产生大量的热。 (3)铝与氧化铁反应放出大量热，该反应常用于焊接钢轨、制备金属钠米复合材料等。 (4)铝还可以置换出V2O5、Co3O4中的V和Co，其反应方程式分别为10Al＋3V2O5 eq \o(=====,\s\up15(高温))6V＋5Al2O3，8Al＋3Co3O4 eq \o(=====,\s\up15(高温))9Co＋4Al2O3。 2.铁的氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 颜色状态 红褐色固体 白色固体 稳定性 不稳定，2Fe(OH)3 eq \o(=====,\s\up15(△))Fe2O3＋3H2O 不稳定，在空气中易转化为Fe(OH)3 与HCl反应 Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O 与O2反应 不反应 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 制备 Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2+＋2OH－=== Fe(OH)2↓ [互动探究] 1.用胶头滴管吸取少量NaOH溶液悬空滴入FeSO4溶液中，为什么生成的白色Fe(OH)2沉淀会迅速变成灰绿色，最后变为红褐色？ 提示：生成的白色Fe(OH)2沉淀会迅速变成灰绿色的原因是被溶液表面空气中的氧气氧化了。 2.用胶头滴管吸取少量NaOH溶液，然后插入FeSO4溶液液面下挤出NaOH溶液，可以看到有白色沉淀生成，为什么也会慢慢变成灰绿色，最后变为红褐色？ 提示：溶液中溶解的氧气也会慢慢氧化生成的白色Fe(OH)2沉淀。 3.如何除去水中溶解的氧气？ 提示： 由于氧气在水中的溶解度随着温度的升高而降低，所以加热煮沸水可以除去其中溶解的氧气。 Fe(OH)2的制备方法探讨 (1)制备原理 将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，就会产生白色Fe(OH)2沉淀：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓。但因为Fe(OH)2极易被氧化，溶解在水溶液中的少量氧气就能将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。所以在制备Fe(OH)2的过程中一定要隔绝O2，防止产生的Fe(OH)2沉淀被氧化。 (2)防止Fe(OH)2被氧化的常见方法 要制得Fe(OH)2白色沉淀，FeSO4溶液要现用现配，且必须用加热煮沸的蒸馏水（减少溶解在水中的O2）作溶剂，最好在溶剂中滴加一些植物油以避免FeSO4溶液与空气接触。 准备加入的NaOH溶液也要先加热煮沸，赶走溶液中的O2，在加入NaOH溶液时，应将滴管尖嘴伸入FeSO4溶液液面以下（如图甲所示）再挤出NaOH溶液，这样就能得到Fe(OH)2沉淀。也可以在氢气氛围中制备Fe(OH)2沉淀，如图乙所示装置。操作步骤为打开止水夹a，使A装置中的Fe与稀硫酸反应一段时间，A中反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，反应产生的氢气会将整个装置中的空气排出，然后再夹紧止水夹a，A装置中产生的氢气逐渐增多，会将A装置中生成的FeSO4溶液压入B装置中从而产生Fe(OH)2白色沉淀，发生反应为FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4。 　 （源于教材P84图3－1－3）在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。 (1)在试管Ⅰ里加入的试剂是　　　　。 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是　　　　。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试 管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_____________________________ (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_________________________ 思路点拨：本题是对Fe(OH)2的制备实验进行考查，制备Fe(OH)2时要注意防止Fe(OH)2被氧化。Fe与硫酸反应产生的氢气一方面可以将装置内的空气排尽，避免Fe(OH)2被氧化；另一方面，产生气体后装置内压强增大，利用压强差可将产生的FeSO4溶液压入到NaOH溶液中。 解析：(1)试管Ⅰ用于制备FeSO4溶液和H2，加入的是稀H2SO4和铁屑，发生的反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。(2)试管Ⅱ中加入与FeSO4溶液反应的NaOH溶液。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，此时在试管Ⅰ中发生反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，产生的H2把试管Ⅰ和Ⅱ中的空气排出，检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。此时产生的H2使试管Ⅰ中压强增大，将溶液压入试管Ⅱ，发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，生成白色Fe(OH)2沉淀。(4)试管Ⅰ和试管Ⅱ中充满了H2，且外界空气不容易进入，这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。 答案：(1)稀H2SO4、铁屑　(2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2 纯净时，再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 自学检测 3.下列各图中，不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) 解析：选C　A项，先打开开关K，旋转活塞使稀硫酸滴入烧瓶中与铁反应产生氢气，排尽装置内的空气后关闭开关K，则在气压作用下烧瓶中产生的FeSO4溶液沿着导管进入锥形瓶中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；B项，铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴入NaOH溶液与FeSO4，溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；C项，由于液面没有采取隔离氧气的措施，因此生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；D项，FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气，所以NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在。 1.巧判断（对的打“√”，错的打“×”） (1)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(×) (2)铁在空气中常温下生成Fe2O3，在氧气中燃烧时生成Fe3O4(√) (3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生FeCl2(×) (4)Fe3+有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜(×) (5)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取Fe(OH)3(√) (6)能用铁壶烧水，是由于铁与水不发生反应(×) 答案：(1)× (2)√ (3)×(4)×(5)√ (6)× 2.下列物质不能与铁发生反应的是(　　) A．盐酸　　　　　　　　B．氯化铁溶液 C．氢氧化钠溶液 D．水 答案：C 3.下列物质之间有如下反应关系： 己知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答： (1)写出下列物质的化学式：A　　　　， B　　　　，D　　　　，甲　　　　，乙　　　　，丙　　　　。 (2)写出E→C的化学方程式：____________________ 解析：(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3 ，B为FeCl3 ，D为FeCl2，乙为NaOH，由D→B的转化可知，甲为氯气或新制氯水等，由红色溶液可知，丙为KSCN。(2)E→C反应的化学方程式为4Fe(OH)2 ＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 答案：(1)Fe2O3　FeCl3　FeCl2　Cl2（合理即可）　NaOH　KSCN (2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 4.下列关于Fe(OH)2的制备能够成功的是(　　) A．向FeCl2溶液中逐滴加 NaOH溶液 B．向久置的FeSO4溶液液面下用胶头滴管挤入NaOH溶液 C．先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀 D．向盛有FeSO4溶液的试管中，加入少量煤油，然后向试管内滴加NaOH溶液 解析：选C　A项，向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成的Fe(OH)2沉淀会迅速被液面的氧气氧化；B项，久置的FeSO4溶液易变质，里面含有Fe3+，不能制得白色Fe(OH)2沉淀；D项，滴入的NaOH溶液液滴会带入空气，能把生成的Fe(OH)2沉淀迅速氧化。 5.如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验中使用的试剂为铁屑和6 mol·L-1的硫酸。 填写下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是　　　　，A中反应的离子方程式是_____________________________ (2)简述生成Fe(OH)2的操作过程：____________________________ (3)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为___________________ 答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ (2)首先打开a，让分液漏斗中酸液流下，使A中产生的H2通入B中，排出其中的氧气，一段时间后关闭a，烧瓶中压强增大，A中液体沿导管流入B中，产生少量白色沉淀 (4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 $$