3.1 铁的多样性 第2课时（同步课件）化学鲁科版必修第一册

鲁科版必修第一册 第三章 物质的性质与转化 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 第1节 铁的多样性 1 铁的氧化物 2 铁单质 1 铁的氢氧化物 3 学习内容导览 2 1.掌握铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质，能利用物质的性质和反应，设计Fe(OH)2的制备方案。 。 2.能从物质类别和价态两个角度研究物质，认识含铁物质在生产和生活中的应用，建立含铁物质性质和应用间的关系。 重点：铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质。 难点：Fe(OH)2的制备。 素养锚定·课标定位 铁的多样性 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，铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物分别可能具有哪些性质？ 情境启思·任务缘起 铁单质 01 5 一、铁单质 任务一 思考：提到铁单质，你知道它的物理性质和化学性质？ 任务单： ① 用砂纸打磨铁钉，对比 “打磨前后颜色”，联想 “铁锅为什么用砂纸打磨后变亮”； ② 弯折铁丝、按压铁片，感受 “延展性”，联想 “铁轨如何从铁块轧成薄片”； ③ 观察铁粉颜色，对比 “铁丝与铁粉颜色差异”，思考 “食品干燥剂中铁粉为什么是黑色”。 分层研学·探理悟新 知识总结 1.铁的物理性质 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。 一、铁单质 分层研学·探理悟新 任务二 从物质类别和铁元素化合价的角度分析，铁单质具有哪些性质 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 3Fe＋2O2 Fe3O4 点燃 Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑ Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu 铁的化合价的变化有何异同？ 一、铁单质 分层研学·探理悟新 任务二 从物质类别和铁元素化合价的角度分析，铁单质具有哪些性质 元素价态角度 强还原性 +3 强氧化剂 +2 弱氧化剂 S、H+、Cu2+等 Cl2等 一、铁单质 分层研学·探理悟新 知识总结 2.铁的化学性质 ①与氧化性较强的氧化剂反应生成+3价铁的化合物 ②铁与氧化性较弱的氧化剂反应生成+2价铁的化合物 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 Fe＋S===FeS 3Fe＋2O2===Fe3O4 点燃 ③铁与氧化性较弱的氧化剂反应生成+2价铁的化合物 Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑ ④铁与氧化性较弱的氧化剂反应生成+2价铁的化合物 Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+ 一、铁单质 分层研学·探理悟新 任务三 思考：水是一种较弱的氧化剂，水能氧化铁吗？ 一、铁单质 铁和冷水不反应，铁生锈是铁在潮湿的环境下和氧气发生反应。 铁和热水也不反应 钢水注入干燥的模具 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。 分层研学·探理悟新 一、铁单质 任务三 思考：水是一种较弱的氧化剂，水能氧化铁吗？ 2.铁单质不能与冷水、热水发生反应，但能与水蒸气在高温条件下发生反应生成四氧化三铁和氢气。 高温 3Fe + 4H2O(g) ====Fe3O4+4H2 图3-1-6 所示的硬质试管中装有湿棉花和还原铁粉，蒸发皿中装有用于检验氢气的肥皂液。该实验会有什么现象发生？该反应体现了铁单质的什么性质？ 分层研学·探理悟新 3.铁与水蒸气的反应 知识总结 一、铁单质 ⑴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。 ⑵原理 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 铁具有还原性 分层研学·探理悟新 一、铁单质 【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 ( ) × 典例剖析·逻辑释疑 铁的氧化物 02 15 任务四 从物质类别和铁元素化合价的角度分析铁的氧化物的性质 二、铁的氧化物 Fe2O3 碱性氧化物 碱性氧化物 FeO +3 氧化性 +2 氧化性 还原性 Fe3O4 +3 +2 氧化性 还原性 自然界中含有铁元素的矿石 磁铁矿 主要成分为Fe3O4 赤铁矿 主要成分为Fe2O3 分层研学·探理悟新 1.认识铁的氧化物 知识总结 二、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 \ 颜色状态 化合价 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 磁性氧化铁 铁红 +2 +3 +2、+3 碱性氧化物 既有氧化性又有还原性 既有氧化性又有还原性 有氧化性 分层研学·探理悟新 知识总结 2.化学性质 二、铁的氧化物 ⑴碱性氧化物 FeO+ 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = Fe3+ + 3H2O Fe3O4 特殊氧化物 Fe3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3++4 H2O ⑵氧化亚铁不稳定 受热会转化为四氧化三铁 Fe3O4+4CO ==3Fe+4CO2 ⑶氧化性、还原性 FeO+CO === Fe+CO2 6FeO+O2 == 2Fe3O4 Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 分层研学·探理悟新 任务四 从物质类别和铁元素化合价的角度分析铁的氧化物的性质 3.三氧化二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。 高温 2Al + Fe2O3 ==== 2Fe + Al2O3 该反应可用于焊接钢轨、制备金属纳米 复合材料等。该反应为什么能够用于焊接钢 轨？它体现了三氧化二铁的什么性质？ 二、铁的氧化物 分层研学·探理悟新 任务四 从物质类别和铁元素化合价的角度分析铁的氧化物的性质 3.三氧化二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。 高温 2Al + Fe2O3 ==== 2Fe + Al2O3 该反应可用于焊接钢轨、制备金属纳米 复合材料等。该反应为什么能够用于焊接钢 轨？它体现了三氧化二铁的什么性质？ 二、铁的氧化物 分层研学·探理悟新 知识总结 3.三氧化二铁与铝的反应（铝热反应） 二、铁的氧化物 Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 放出大量热可用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。 Fe2O3在反应中表现氧化性 FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应，常用KClO3和镁条引发该反应。 分层研学·探理悟新 二、铁的氧化物 【例2】下列关于铁的氧化物说法正确的是( ) A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁 B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料 C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物 D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3 A 典例剖析·逻辑释疑 铁的氢氧化物 03 23 知识总结 1.铁的氢氧化物 三、铁的氢氧化物 铁的氢氧化物该如何制取？ 铁元素的氢氧化物有两种，氢氧化亚铁Fe(OH)2 和氢氧化铁Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 分层研学·探理悟新 任务五 从物质类别的角度，制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2 三、铁的氢氧化物 亚铁盐 铁 盐 FeSO4 FeCl3 碱 Fe(OH)2 碱 Fe(OH)3 分层研学·探理悟新 25 知识总结 2.制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2 三、铁的氢氧化物 Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓ 分层研学·探理悟新 任务六 为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀 迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？ 三、铁的氢氧化物 分层研学·探理悟新 知识总结 3.Fe(OH)2不稳定易转化为Fe(OH)3 物质 预测性质 选取试剂 实验现象 结论及离子方程式 硫酸亚铁 氯化铁 与碱反应 NaOH溶液 红褐色沉淀 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 与碱反应 NaOH溶液 生成的白色絮状沉淀 迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe2＋+2OH－==Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色) 三、铁的氢氧化物 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 还原剂 氧化剂 分层研学·探理悟新 任务七 如何得到稳定的白色的氢氧化亚铁沉淀？ 三、铁的氢氧化物 【分析】 Fe(OH)2会被O2氧化，因此制取Fe(OH)2的关键是防止O2的干扰，需要做到：溶液中不含O2； 生成的Fe(OH)2隔绝O2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 胶头滴管伸入液面以下 现配现用 加热煮沸 分层研学·探理悟新 知识总结 三、铁的氢氧化物 4.制备Fe(OH)2的注意事项 ① 使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量铁屑） ②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧 ③ 滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下 分层研学·探理悟新 知识总结 5.铁的氢氧化物的性质 三、铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 水溶性 制法 加热分解 与酸反应 转化 白色固体 不溶于水 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O Fe2+ + 2OH- == Fe(OH)2↓ Fe(OH)2 +2H+ = Fe2+ +2H2O Fe(OH)3+ 3H+ = Fe3++ 3H2O 不分解 分层研学·探理悟新 三、铁的氢氧化物 【例3】已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( ) A.A为Fe，B为FeO B.C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色 C.④的离子方程式： D.⑤的离子方程式： B 典例剖析·逻辑释疑 铁 铁的氧化物和铁的氢氧化物 铁单质 铁的氧化物 铁的物理性质 铁的化学性质 铁与水蒸气的反应 认识铁的氧化物 化学性质 三氧化二铁与铝的反应（铝热反应） 铁的氢氧化物 铁的氢氧化物 制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2 Fe(OH)2不稳定易转化为Fe(OH)3 制备Fe(OH)2的注意事项 铁的氢氧化物的性质 体系梳整·认知升华 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 当堂诊学·成效校验 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 当堂诊学·成效校验 4. 下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是（ ） ①②④ 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 鲁科版必修第一册 https://www.zxxk.com/user/13354804 37 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $