第三章 第一节 第1课时 铁的单质 铁的氧化物-【创新教程】2026-2027学年高中化学必修第一册五维课堂同步复习（人教版）

化学·必修第一册 第三章 铁金属材料 第一节 铁及其化合物 第1课时 铁的单质 铁的氧化物 学业水平目标 学科核心素养 1.能从物质类别和铁元素化合价的角度 1.能够通过对教材演示实验的探究，了解铁及其氧化 认识铁及其化合物的性质，理清铁元 物的性质 素不同价态之间的转化关系。增强 2.能够从物质分类的角度理解三种氧化物的性质差 “证据推理与模型认知”的能力 异，从铁元素价态的变化，分析其氧化性和还原性 2.通过实验探究活动，促进学生建立实 3.能举例说明生产、生活中常见的铁的氧化物，认识 验目的、实验证据、实验结果之间联 其用途 系，提升“证据推理与模型认知”及“科 4.初步学会从资源利用的视角研究铁及其氧化物的 学探究与创新意识”化学学科核心素 利用价值 养水平 ● 教材梳理⊙探新知 - [基础梳理] 3.铁的性质 知识点一 铁的荐在及性质 （1)物理性质：铁有 性和 性； 1.铁元素的存在 铁的导电性不如铜和铝；铁能被 (1)含量：铁元素在地壳中的含量处于第四位， 吸引。 仅次于、 和 (2)化学性质：铁的化学性质活泼，能与许多物 (2)存在形态 质发生化学反应。 ①游离态：如 氧化剂（如HCI、CuS),等） ①Fe→Fe2+:Fe ②化合态：主要以 价和 价化合物 +2价化合物，Fe-2e一一Fe2+ 的形态存在。 氧化剂（如CL等） 2.炼铁 ②fe→Fe3+:Fe +3 (1)人工冶铁：我国最早的人工冶铁制品是春 价化合物，Fe-3eFe3+。 秋初年秦国的 知识点二铁与水蒸气的反应 (2)工业炼铁 1.在常温下，铁与水不发生反应。 原理：用 的方法把铁从 2.在高温下，红 的铁能与水蒸气发生 中提炼出来。 反应。 ·56· 第三章铁金属材料 (1)现象：加热时试管内铁粉 ,点燃从 3.主要用途 试管中逸出的气体可听到 Fe2O3常用作 、涂料、油墨和橡胶 (2)反应：生成 和 ,反应 的红色颜料。赤铁矿（主要成分是Fe2O3) 的化学方程式为 是炼铁原料。 [预习质检] 知识点手】 铁的氧化物 判断正误，正确的画“/”，错误的画“X”。 1.物理性质 (1)Fe在氧气中燃烧的产物是Fe0O。( (2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。 () 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 (3)在自然界中，不可能有游离态的铁存在。 化学式 () 俗名 (4)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界 铁的化合价 中全部以化合态存在。 () (5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3。 颜色、状态 色粉末 色粉末 色晶体 () 溶解性 都 于水 (6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCL3,在少量 2.化学性质 Cl2中燃烧生成FeCl2。 (1)稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，迅速 (7)向含CuC12的废液中加铁屑可以回收铜。 被氧化成 ( ) (2)与酸反应：FeO和Fe2O3属于 氧化 (8)赤铁矿的主要成分是Fe3O4。 物，与盐酸反应的离子方程式分别为 (9)FeO3为碱性氧化物，可与水反应生成 Fe(OH)3. ( (10)铁锈的主要成分是Fe2O3。 重难突破。释疑惑 突破点一】 铁的化学性质 2.铁粉与水反应的实验探究 1.铁的化学性质 装置1 装置2 点燃 →2Fe+3Cl2 2FeCls 实验 还原铁粉 还原铁粉 点燃 装置 显棉花 -3Fe+202 Fes O H Fe →Fe+2H==Fe2++H,↑ 用小试管收集 用火柴点燃肥 操作 试管气体，点燃， 皂泡，听到爆鸣 →Fe+Cu2+—Cu+Fe 及现 听到轻微“噗”声， 声，证明生成 Fe →Fe+2Fe3+=3Fe2 象 产生淡蓝色火焰， 了H2 证明生成了H ·57· 化学·必修第一册 续表 ◆[学以致用] 1.在标准状况下，将5.6g铁和4.6g钠分别 铁能与水蒸气反应，反应的化学方 实验 与100mL1mol·L1的盐酸反应，则放出 程式为 结论 H2的体积 3Fe十4H,O(g)商温Fe,O,+4H, A.铁的多 B.钠的多 C.铁和钠放出一样多 D.无法比较 ①湿棉花的作用是受热时提供反 应所需的水蒸气； 突破点三 铁的氧花物 实验 ②酒精灯的火焰用防风罩套住，可 名称 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁 说明 以使加热效果更好； 化学式 (Fe()) (FegO) (Fe2O3) ③肥皂液在该实验中可以起到“收 俗名 磁性氧化铁 铁锈 色态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 集”氢气的作用 铁的 +2 +2、+3 +3 价态 名师提醒](1)e与H2O(g)反应的产 FeO+2H FesO+8H+ Fe2O2+6H 与盐酸 物是Fe3O4,而不是Fe2O3。 -Fe2+ -Fe2++ =2Fe3++ 反应 +H2O 2Fe3++4H0 3H2O (2)Fe不能与冷水、热水反应。 3FeO+2Al (3)铁生锈的实质是Fe与H2O、O,发生 与铝粉 2Al+Fe2O3 高温 高温 反应 Al203 反应。 2Fe+Al2O3 +3Fe ◆[典例示范] [微点拨] FeO、Fe2O3均为碱性氧化物， [例1] 如图，铁与水反应的实验中，下列做 FeO为复杂的氧化物。 法不正确的是 ◆[典例示范] 还原铁粉 [例2]下列叙述正确的是 湿棉花 ①铁能被磁铁吸引②可以通过化合反应 得到FeCl,和FeO4③Fe在纯氧中燃烧 c肥皂液 可得Fe2O3 ④Fe2O3不可与水反应得 A.试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制 B.将试管底部的湿棉花移到试管口部 Fe(OH) ⑤Fe(OH)2在空气中加热，可 C.将铁粉附着在石棉绒上，以增大与水蒸 得FeO 气的接触面积 A.①② B.②④ D.点燃肥皂泡验证氢气的生成 C.②③④⑤ D.①②⑤ [尝试解答] [尝试解答] ·58· 第三章铁金属材料 ◆[学以致用] C02+H20 H,0 2.下列关于铁的氧化物说法不正确的是( Fe CO+H, (反应器I 反应器Ⅱ →H A.铁的氧化物通常状况下都是有色固体 水煤气 Fe2O3 FejO B.四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物， 反应器Ⅲ)一空气 它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2 A.反应器I中生成1 mol Fe时，转移3mole 和Fe3+ C.氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁 B.反应器Ⅱ、Ⅲ中Fe元素均被氧化 俗称铁锈 C.反应器Ⅲ中反应的氧化剂和还原剂之比 D.工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁 学科素养培育] 为4：1 (双选)借助铁及其氧化物循环反应将水煤 D.通入CO和H2各1mol时，假设每步反 气转化为氢气的原理如图。下列说法错误 的是 ( 应均完全，最终得到2molH2 ● 随堂自测。夯基础 1.下列关于铁的叙述中错误的是 C.已知Fe和CuSO,溶液反应，推测Fe与 A.纯净的铁是光亮的银白色金属 AgNO,溶液也能反应 D.铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe B.铁能被磁体吸引 +6H+=-2Fe3++3H2个 C.铁是地壳中含量最多的金属元素 4.某学习小组进行了下图所示的实验，实验后 D.铁具有延展性和导热性，可制作炊具 组员之间的交流不合理的是 () 2.下列说法不正确的是 还原铁粉 A.铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧 化三铁 A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点 B.铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应 燃，且产生淡蓝色火焰 C.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可 D.铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂 能为四氧化三铁 C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管 3.下列关于铁的说法正确的是 中，加适量的水，加热也可实现该反应 A.铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得 B.铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 溶液有颜色 ·59· 化学·必修第一册 5.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水 (4)A,B两个装置中应先点燃 处的 蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回 酒精（喷）灯，点燃E处酒精灯之前应进行的 答下列问题： 操作是」 氧化铜 还原铁粉和石棉绒 碱石灰 [课堂小结】 瓷片 与非金（与足量的C2等强氧化剂反应被氧化为十3价 属反应与足量的S2等弱氧化剂反应被氧化为十2价 B 铁)与非氧化性酸反应（如稀硫酸、盐酸）被氧化为十2价 (1)A装置的作用是 与盐溶液反应，如Fe十Cu+一Fe++Cu B中反应的化学方程式为 在高温下与水蒸气反应，3Fe+4H,OXg商温Fe0,十4H, (2)D装置的作用是 C温馨提西 (3)E装置中的现象是 学习至此，请完成配套训练 第2课时 铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐 学业水平目标 学科核心素养 1.通过实验探究活动，促进学 1.能够通过对教材演示实验的探究，了解铁的氢氧化物和铁 生建立实验目的、实验证据、 盐、亚铁盐的性质，并能设计实验完成性质验证 实验结果之间的联系，提升 2.从铁元素价态的变化，分析铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐的 “证据推理与模型认知”及 氧化性和还原性 “科学探究与创新意识”化学 3.能举例说明生产、生活中常见的铁的化合物，认识其用途 核心素养水平 4.初步学会从资源利用的视角研究铁的氢氧化物和铁盐、亚铁 2.利用Fe2+、Fe3+的检验及其 盐的利用价值 之间的相互转化，培养学生 5.能通过铁及其化合物的反应特点，自绘“铁三角”，能熟练书 “变化观念与平衡思想”素养 写主要的离子方程式和化学方程式 水平 教材梳理。探新知 --● [基础梳理] 续表 知识点 铁的氢氧化物 与非氧化性 Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较 强酸反应 化学式 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 Fe(OH)2- 颜色、状态 稳定性 FeO+H,O(隔 溶解性 绝空气) ·60·容量瓶是准确配制一定体积一定物质的量浓度溶液 的仪器，容量瓶需要用蒸馏水洗涤，不必烘千就可用， B错误：C.配制480mL溶液应选用500mL容量瓶， 所需NaCl的质量为1.00mol·L1×0.5L× 58.5g/mol=29.25g。图中托盘天平的精确度为 0.1g,故应称量29.3g,C错误；D.③操作时，若俯视 刻度线，则溶液的体积偏小，由于溶质的物质的量不 变，最终导致配制的NaC1溶液浓度偏高，D正确。] 5.解析：用浓溶液配制稀溶液时，应选用量筒而不用托 盘天平：配制450mL稀盐酸，由于没有此种规格的容 量瓶，所以用500mL的容量瓶。设量取浓盐酸的体 积为V,根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系 式：12mol·L1×V=0.10mol·L1×500mL≈ 4.2mL:根据量筒的规格选取10mL量筒：结合配制 步骤选取仪器。 答案：(1)A(2)玻璃棒(3)4.210mL (4)500mL 第三章铁 金属材料 第一节铁及其化合物 第1课时铁的单质铁的氧化物 教材梳理·探新知 基础梳理 知识点一 1.(1)氧硅铝(2)陨铁+2+32.(1)铜柄铁 剑（2)还原铁矿石3.(1)延展导热磁铁 (2)弱强 知识点二 2.热(1)红热爆鸣声(2)四氧化三铁氢气 3Fe十4H,0(g高温Fc,0十4Hg 知识点三 1.FeO Fe2O3FegO4铁红磁性氧化铁+2+ 3+2、+3黑红棕黑不溶2.(1)Fe3O4 (2)碱性FeO+2H+一-Fe2++H2OFe2O3十6H 一2Fe3++3H203.油漆 预习质检 (1)×(2)/(3)×(4)×(5)×(6)×(7)/ (8)×(9)×(10)× 重难突破·释疑惑 突破点一典例示范 [例1][解析]铁粉易堵塞导管口，可换成铁丝，铁丝 与水蒸气反应的接触面积也较大，所以A项正确；湿 棉花在加热时提供水蒸气，若将湿棉花移到试管口 部，不能与铁充分反应，所以B项错误；将铁粉附着在 石棉绒上，以增大与水蒸气的接触面积，加快反应速 率，所以C项正确：该反应生成氢气，能燃烧，所以点 燃肥皂泡验证氢气的生成，所以D项正确。 [答案]B ·11 参考答案 学以致用 1.B[n(HC)=1mol·L-1×0.1L=0.1mol, n(Fe)= 56g·mol=0.1mol,Fe与盐酸反应的化 5.6g 学方程式为Fe十2HCl一一FeCl2十H2个，反应后Fe 过量，以HCl计算产生H2的物质的量为0.05mol;n (Na)= 23g·mol=0.2mol,Na与HCl反应的化 4.6g 学方程式为2Na+2HCl一2NaCl+H2个，反应后 Na过量，过量的Na与水发生反应：2Na+2H2O-一 2NaOH+H2个，Na无论是与HCl反应还是与H2O 反应，都存在关系：2Na~H2,生成H2的物质的量为 0.1mol;标准状况下，Na反应放出H2的体积大。] 突破点二典例示范 [例2][解析]①铁能被磁铁吸引，②2 FeCla+Fe -3FeC23Fe十20，点誉re,04都属于化合反应， ③中铁在纯氧中燃烧可得Fe3O4;④Fe(OH)3可通过 化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O--4Fe(OH)3制 得；⑤Fe(OH)2在空气中加热，得到的是Fe2O3。 [答案]A 学以致用 2.C[铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁 是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的，A项 正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中} 3 是Fe2+号是Fe3+,Fe,0,可看作是由Fe0Fe,0, 形成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在 Fe2+和Fe3+,B项正确；铁锈的主要成分是Fe2O3· xH2O,C项错误；工业上常使用铁的氧化物做原料用 一氧化碳冶炼铁，D项正确。] 学科素养培育 高温 CD[反应器I中发生的反应为3CO十Fe2O3 2Fe十3C0,和3H2+Fe,0,高温2Fe十3H,0,反应器 Ⅱ中发生的反应为3Fe十4H,0(g)高温Fe,O,十4H2, 反应器Ⅲ中发生的反应为4Fe,0,十0，高温6Fc,0,. 据此分析。A.反应器I中Fe2O3还原为Fe,Fe化合 价十3→0，生成1 mol Fe时，转移3mol电子，A正确： B.反应器Ⅱ中Fe元素由0价氧化为十2、十3价，反应 器Ⅲ中四氧化三铁中十2价的Fe元素被氧化为十3 价，B正确；C.反应Ⅲ中，Fe3O4中的Fe(Ⅱ)被氧化， 是还原剂，O2中0被还原，是氧化剂，氧化剂和还原 剂之比为1：4，C错误；D.根据化学方程式，第一步 C0布H2各10l生成1mol×号+1mol×号 专mol Fe,.第二步号mol Fe转化为Fe0,生成 ol×号-号ml.D错误，] 4 化学·必修第一册 随堂自测·夯基础 1.C[地壳中含量最多的金属元素是铝，铁次之，故 选C。] 2.C「铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反 应，二者共同产物为四氧化三铁；铁与盐酸和水蒸气 发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价升 高，铁作还原剂；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是 氯化铁。] 3.C[铁在空气中不能燃烧，A项错误；铁在硫蒸气中 燃烧生成黑色的硫化亚铁，B项错误；Fe与AgN)3溶 液也能反应置换出银，C项正确；铁与盐酸反应的离 子方程式为Fe十2H十==Fe2+十H2个，反应产物与 量的多少无关，D项错误。] 4.C[铁与热水不反应，故C项中组员之间的交流不 合理。 5.解析：(1)B中进行的反应是3Fe十4H,O(g)高温 Fe3O4十4H2,故A为提供水蒸气的装置。 (2)装置D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。 (3)E装置中发生的反应为H十Cu0△Cu十H,0.故 现象为黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠 生成。 (4)应先，点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B 中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯前要 先收集H2,检验其纯度。 答案：(1)产生水蒸气3Fe十4H,O(g)高温Fe0, +4H2 (2)除去未反应的水蒸气，干燥H (3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成 (4)A收集H2,并检验其纯度 第2课时铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐 教材梳理·探新知 基础梳理 知识点一 Fe(OH)?Fe(OH)3白色固体红褐色固体不溶 于水不溶于水Fe(OH)2+2H+一-Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+—Fe3++3H,02Fe(OH),△ Fe2O3+3H2O 知识点二 1.红色红色 预习质检 (1)×(2)×(3)/(4)/(5)×(6)/(7)/ (8)× 重难突破·释疑惑 突破点一典例示范 [例1][解析]F2+中铁元素化合价处于中间价态， 可以升高也可以降低，既可被氧化又可被还原；新制 氯水可将Fe2+氧化成棕黄色的Fe3+;检验Fe3+用 KSCN溶液；在氧化还原反应中还原剂的还原性强于 还原产物。 。17 [答案](1)F2+中铁元素化合价处于中间价态，可 以升高也可以降低 (2)①Cl2+2Fe2+—2C1-+2Fe3+;溶液变为棕黄 色②向溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈红色 ③Zn>Fe>Cu 学以致用 1.D[反应①ZnS、FeS与H+反应生成Zn2+、H2S和 F2+,这是一个复分解反应，没有元素化合价变化，不 是氧化还原反应；反应②O2把Fe2+氧化成Fe3+,O 元素从0价变为一2价，F元素从十2价变为十3价， 是氧化还原反应。反应③Fe3+把H2S氧化成S,Fe 元素从十3价变为十2价，S元素从一2价变为0价， 是氧化还原反应。A.由分析知，反应①不是氧化还原 反应，②③是氧化还原反应，A错误；B.O2参与反应 时，1molO2得到4mol电子，11.2LO2(标准状况) 为0.5mol,得到2mol电子，0.5molO2氧化Fe2+, 生成2 mol Fe3+,2 mol Fe3+与H2S反应，理论上可 生成1molS(-2→0)，但该反应体系中Fe3+可能未 全部用于氧化生成S,有剩余：在“氧压浸出”的实际条 件下，也可能会发生硫被进一步氧化为硫酸盐等副反 应，所以不能确定一定产生32gS,B错误：C.反应在 硫酸（酸性环境）中进行，产物中不会生成OH厂，正确 的离子方程式应为O2十4Fe2+十4H+一4Fe3+十 2H2O,C错误；D.根据氧化还原反应中“氧化剂的氧 化性>氧化产物”的规律：反应②中，O2是氧化剂， Fe3+是氧化产物，氧化性：O2>Fe3+:反应③中，Fe3+ 是氧化剂，S是氧化产物，氧化性：F3+>S:综上，氧 化性顺序为：O2>Fe3+>S,D正确。] 突破点二典例示范 [例2][解析]实验开始时先打开E,让H2把A、B装 置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较 长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭E,A 中的FeSO1溶液沿竖直长导管进入B瓶与NaOH反应。 空气进入装置B后，Fe2+被氧化为Fe3+。 [答案](1)铁屑Fe+2H+一Fe2++H2个 (2)打开H2 (3)关闭止水夹E,使FeSO4溶液被压入B瓶中进行 反应 (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O--4Fe(OH)3 学以致用 2.C[A蒸馏水煮沸可以去除蒸馏水中溶解的氧气，A项 正确：B.加一层植物油，避免溶液与空气的接触，B项正 确；C.胶头滴管的尖嘴不伸入试管内，滴入试管中的烧碱 溶液会先与空气接触，使氧气进入反应体系，C项错误； D.不振荡试管可以避免更多的空气进入到反应体系中， D项正确。] 学科素养培育 解析：方法一：(1)硫酸亚铁易被氧化而变质生成硫酸 铁，因FeS)4溶液与铁反应为： Fe十Fe2(SO4)3一一3FeSO4,所以用硫酸亚铁晶体配 制上述FSO4溶液时还需加入铁粉，防止铁离子被氧 化；煮沸蒸馏水可除去其中溶解的O2 2