第三章 第一节 第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 基础版）

该高中化学课件聚焦铁的单质、氧化物及氢氧化物，涵盖铁的存在冶炼、化学性质（与非金属、酸、水蒸气反应），铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）和氢氧化物（Fe(OH)₂、Fe(OH)₃）的制备、性质及应用。课堂导入结合生活中铁制品（如钢铁厂模具干燥），对比钠与水反应，以微观原子结构决定性质为支架，衔接金属性质旧知与铁的新知识。 其亮点在于通过实验探究（铁与水蒸气反应装置分析、Fe(OH)₂制备中隔绝空气操作）培养科学探究与实践能力，利用对比表格（氧化物、氢氧化物性质对比）和思考问题（铁化合价变化原因）发展科学思维。学生能提升实验操作与分析能力，教师可借助结构化知识点和分层对点练提高教学效率。

第 三 章 　 第 一 节 铁的单质、氧化物和氢氧化物 第1课时 核 心 素 养 发 展 目 标 1.结合生活中铁制品的应用，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.通过探究实验，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。 内 容 索 引 课时对点练 一、铁的单质 二、铁的氧化物和氢氧化物 < 一 > 铁的单质 (2)含量 铁元素在地壳中的含量居第 位，仅次于 、 和 。 (3)冶炼 工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)： 。 1.铁的存在和冶炼 (1)存在 氧 四 硅 铝 +2 +3 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 2.铁的物理性质 固体，熔点 ，具有良好的导热、导电、延展性，能被____ 吸引。 较高 银白色 磁体 3.铁的化学性质 (1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应。 写出下列有关反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。 ①Fe与非金属单质反应 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ Fe+2H+===Fe2++H2↑ ②Fe与非氧化性酸反应(如盐酸) 。 ③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液) 。 2Fe+3Cl2 2FeCl3 3Fe+2O2 Fe3O4 上述反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？ 提示　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。铁与弱氧化剂(如盐酸、CuSO4等)反应，生成+2价铁的化合物，而与强氧化剂(如Cl2等)反应，生成+3价铁的化合物。 思考1 (2)实验探究铁粉与水蒸气的反应。 思考2 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？ 提示　在高温下，铁能与水发生反应。 用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是 ， 证明生成了 ，则该反应的化学方程式为 。上述实验装置中，湿棉花的作用是 。 H2 肥皂泡燃烧，听到爆鸣声 受热时提供反应所需的水蒸气 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有+2价又有+3价铁元素的氧化物Fe3O4。 归纳总结 1.判断正误 (1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质 (2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2+ (3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法 (4)1 mol Fe与水蒸气在高温下反应转移 mol e- × × √ × 应用体验 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中发生反应的化学方程式是2Fe+3H2O Fe2O3+3H2↑ C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D.点燃D处的气体在点燃前必须检验气体的纯度 √ 应用体验 返回 装置A是液态水在加热的条件下产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，故A正确； Fe与水蒸气反应产物是四氧化三铁和氢气，装置B中发生反应的化学方 程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，故B错误； 氢气可以用碱石灰作干燥剂，故C正确； 氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，故D正确。 < 二 > 铁的氧化物和氢氧化物 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 色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 溶于水 铁的价态 ___ ___ ___、___ 与H+反应 的离子方 程式 ______________ ______________ ______________ ______________ _________________ _________________ 1.铁的氧化物 阅读课本，填写下表空白： 铁红 磁性氧化铁 红棕 不 +2 +3 +2 +3 FeO+2H+=== Fe2++H2O 6H++Fe2O3=== 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=== 2Fe3++Fe2++4H2O 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 稳定性 6FeO+O2 2Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、 H2反应 生成单质铁、CO2、H2O 用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，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分别由相应的 与 反应而制得。 可溶性盐 碱溶液   Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作     现象 产生 絮状沉淀，迅速变为 ，最终变为 沉淀 生成 沉淀 离子 方程式 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓； _____________________________ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 实验结论 很不稳定，极易转化为________ 白色 灰绿色 红褐色 红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题： (1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过　　 　 ，目的是　　　 　 。  (2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是　　　　　 　　　　　　。  (3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是______ 　　　 　　　。 加热煮沸 赶走溶解的氧气 隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化 防止 滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2 思考 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)2 FeO+H2O(隔绝空气) _____________________ _______ (2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++ 3H2O 白色 红褐色 不 不 2Fe(OH)3 Fe2O3+ 3H2O 1.判断正误 (1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4 (2)FeO在空气中加热生成Fe2O3 (3)Fe3O4中铁的化合价有+2和+3价，是一种混合物 (4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成 (5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气 × × × √ √ 应用体验 A.橡皮管能起到平衡气压的作用 B.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，剩余的少量钠能置换出单质铁 C.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀 D.反应结束后，打开锥形瓶的橡胶塞，能观察到有红褐色沉淀产生 2.某化学兴趣小组按如图装置进行实验，反应开始时打开弹簧夹，当点燃从a口出来的气体无爆鸣声时关闭弹簧夹，此时剩余少量的钠，下列说法错误的是 √ 应用体验 返回 钠与水反应生成NaOH和氢气，生成的NaOH与氯化亚铁反应生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2能被氧气氧化为Fe(OH)3，故选B。 课时对点练 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B B B A D B C 题号 9 10 11 　12 答案 A B B 　A　 13. (1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O　(2)NaOH溶液(其他合理答案也可) (3)Fe+2FeCl3===3FeCl2 (4)生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 (5)Fe(OH)3胶体　分散质粒子直径大小不同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)球形干燥管 (2)增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应的进行　 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 (3)2FeOOH+Fe2++2OH-===Fe3O4+2H2O (4)取最后一次洗涤液于试管中，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，则洗净 题组一　铁的单质 1.下列关于铁的叙述错误的是 A.纯净的铁是银白色固体 B.铁的熔点较高 C.铁是地壳中含量最多的金属元素 D.铁具有延展性和导热性，可制作炊具 对点训练 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 铝是地壳中含量最多的金属元素，铁是地壳中含量排在第二位的金属元素，C错误。 2.常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是 A.盐酸 B.水 C.AgNO3溶液 D.硫酸铜溶液 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 盐酸可以和铁反应，不能用铁制容器盛装，A错误； AgNO3能与Fe反应，不能用铁制容器盛装，C错误； 硫酸铜溶液中铜离子能与Fe反应，不能用铁制容器盛装，D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3.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.硫黄 B.氯气 C.硫酸铜溶液 D.稀硫酸 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 铁元素只能被强氧化剂氧化成+3价，如氯气、高锰酸钾等。铁与硫黄反应生成硫化亚铁，A错误； 铁与氯气反应生成氯化铁，B正确； 铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁，C错误； 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，D错误。 4.实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气的反应。红热的铁与水蒸气反应有Fe3O4生成，下列说法正确的是 A.实验结束时固体变为红棕色 B.点燃肥皂泡有爆鸣声 C.图中盛装肥皂液的仪器是坩埚 D.实验时先点燃左侧酒精灯 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由实验装置图可知，试管中湿棉花受热提供水蒸气，铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应生成的氢气通入肥皂液中产生肥皂泡，点燃肥皂泡产生爆鸣声说明反应有氢气生成。由分析可知，铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁是黑色固体，故A错误； 由实验装置图可知，图中盛装肥皂液的仪器是蒸发皿，故C错误； 实验时先点燃右侧酒精灯，故D错误。 题组二　铁的氧化物 5.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是 A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.CuFeS2 D.Fe(OH)3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，故选A。 6.从物质类别和元素价态视角，下列预测Fe2O3的性质错误的是 A.Fe2O3具有氧化性 B.Fe2O3可与CO反应 C.Fe2O3可与稀盐酸反应 D.Fe2O3可与NaOH溶液反应 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ Fe2O3中Fe元素显+3价，处于较高价态，具有氧化性，A正确； 在高温下Fe2O3可与CO发生反应生成Fe，B正确； Fe2O3可与稀盐酸反应，但不与NaOH溶液反应，C正确，D错误。 7.有关铁的氧化物的说法不正确的是 A.Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价，1个显+2价 B.FeO、Fe3O4都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物 C.FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4 D.Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 题组三　铁的氢氧化物 8.有关实验室制取氢氧化亚铁的实验，下列说法错误的是 A.煤油的作用是隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化 B.由图示操作可制取Fe(OH)2 C.制取Fe(OH)2过程中可看到白色沉淀直接变为红褐色沉淀 D.配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过加热煮沸 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Fe(OH)2具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3而发生变质，所以制取Fe(OH)2时，通常需要隔绝空气，本实验采用密度比水小的煤油隔绝空气，防止Fe(OH)2氧化变质。 9.下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是 A.Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体 B.Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解 D.Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3，故A错误、B正确； Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。 10.金属与盐溶液的置换反应是化工生产中一种重要的化学反应，其工艺流程严格遵循金属活动性顺序和置换反应原理。某探究实验过程及现象如图所示，下列有关说法正确的是 A.“滤渣”中不可能含银 B.氧化性：Cu2+>Fe2+ C.向“滤液”中滴加NaOH溶液，可长时间看到白色沉淀 D.“有气体产生”的反应为Cu+2H+===Cu2++H2↑ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 向滤渣中加入盐酸反应产生气体，说明滤渣中含有铁粉，Fe过量，将Cu(NO3)2溶液中的Cu全部置换出来，而Ag不反应，因此“滤渣”中含有金属银，A错误； 向Cu(NO3)2溶液中加入Fe粉、Ag粉的混合物，发生反应：Fe+Cu(NO3)2===Cu+Fe(NO3)2，氧化性：Cu2+>Fe2+，B正确； “滤液”为Fe(NO3)2溶液，向“滤液”中滴加NaOH溶液，二者反应产生Fe(OH)2白色沉淀，但该物质不稳定，容易被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，因此不能长时间看到白色沉淀，C错误； “有气体产生”的反应为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑，其离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑，D错误。 11.将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是 A.稀硫酸 B.硫酸铜溶液 C.稀盐酸 D.AlCl3溶液 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，由于每溶解56 g Fe，溶液中逸出2 g H2，所以溶液质量增加，A错误； 铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，由于每溶解56 g Fe，溶液中析出64 g Cu，所以溶液质量减轻，B正确； 铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，由于每溶解56 g Fe，溶液中逸出2 g H2，所以溶液质量增加，C错误； Fe与AlCl3溶液不发生反应，溶液质量不变，D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.如图为以太阳能为热源经铁氧化合物循环分解水制H2的示意图。下列说法不正确的是 A.FeO在分解水制H2的过程中作催化剂 B.反应Ⅰ中每生成6 mol FeO转移4 mol电子 C.反应Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O===Fe3O4+H2↑ D.总反应方程式为2H2O 2H2↑+O2↑ √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 FeO在分解水制H2的过程中是中间产物，不是催化剂，故A错误； 根据化合价升降守恒，可得过程Ⅰ的方程式为2Fe3O4===6FeO+O2↑，则反应中每生成12 mol FeO，同时生成2 mol O2，转移8 mol电子，故每生成6 mol FeO转移4 mol电子，故B正确； 根据化合价升降守恒，可得过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O===H2↑ +Fe3O4，故C正确； 由示意图可知，总反应方程式为2H2O 2H2↑+ O2↑，故D正确。 13.某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如图一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)请写出过程①的离子方程式：　　　　　 　。  Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O 由Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 FeCl3反应生成Fe(OH)3，应加入NaOH溶液、氨水等。 (2)物质②为　　　　　 。  NaOH溶液(其他合理答案也可) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 FeCl3与铁粉反应的化学方程式为Fe+2FeCl3===3FeCl2。 (3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式：　　 　　 。  Fe+2FeCl3===3FeCl2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，现象为生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。 (4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为　 　　　　　　。 生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体，溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径大小不同。 (5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为　 　　　 ，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是_______ 　　　　 　　。  Fe(OH)3胶体 分散质 粒子直径大小不同 (1)仪器D的名称是　　 。  (2)装置B中石棉绒的作用是__________ 　　　　　　 ，B中反应的化学方程式为_____________ ______________。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答下列问题。 Ⅰ.方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应，氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 球形干燥管 增大铁粉与 水蒸气的接触面积，加快反应的进行 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ⅱ.方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 2FeOOH+Fe2++2OH-===Fe3O4+2H2O FeCl3·6H2O FeOOH Fe3O4悬浊液 Fe3O4 (3)写出第②步反应的离子方程式：　　　　　　　 　　　　　。 (4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是___________ _________________________________________________________。  答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 取最后一次 FeCl3·6H2O FeOOH Fe3O4悬浊液 Fe3O4 洗涤液于试管中，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，则洗净 反应过程中使用了FeCl2溶液，则Fe3O4固体表面吸附了氯离子，可以通过检验氯离子来检验固体是否洗涤干净。 返回 本课结束 第 三 章 　 第 一 节 $