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1、化学必修一化学必修一第三章第三章 物质的性质与转化物质的性质与转化第第1 1节铁的多样性节铁的多样性第第2 2课时铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物课时铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物核心素养发展目标核心素养发展目标核心素养发展目标核心素养发展目标1 1、宏观辨识与微观探析：基于元素的价态和物质的所属类别宏观辨识与微观探析：基于元素的价态和物质的所属类别,完整有序地写出含完整有序地写出含有铁元素的物质的化学式。有铁元素的物质的化学式。2 2、科学探究与创新意识：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究科学探究与创新意识：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,掌握掌握亚铁盐和铁盐的物理性质、化学性质、
2、典型实验现象亚铁盐和铁盐的物理性质、化学性质、典型实验现象,能书写主要的化学方程式能书写主要的化学方程式和离子方程式。和离子方程式。3 3、证据推理与模型认知：知道含有铁元素的物质在生产、生活中的应用证据推理与模型认知：知道含有铁元素的物质在生产、生活中的应用,知道知道FeFe3+3+的检验方法的检验方法,能独立或与同学合作完成实验能独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据记录实验现象和数据,完成实验报完成实验报告告,并能主动进行交流。并能主动进行交流。学业目标学业目标学业目标学业目标1 1、掌掌握握铁铁单单质质、铁铁的的氧氧化化物物、铁铁的的氢氢氧氧化化物物的的性性质质，能能利利用用物物
3、质质的的性性质质和和反反应，设计应，设计Fe(OH)Fe(OH)2 2的制备方案，培养科学探究与创新意识能力。的制备方案，培养科学探究与创新意识能力。2.2.能能从从物物质质类类别别和和价价态态两两个个视视角角研研究究物物质质，认认识识含含铁铁物物质质在在生生产产和和生生活活中中的的应应用，建立含铁物质性质和应用间的关系。用，建立含铁物质性质和应用间的关系。一、铁的单质一、铁的单质纯净的铁纯净的铁是光亮的银白色金属是光亮的银白色金属固体固体，密度密度较大较大(7.86gcm-3)，熔点熔点较高较高(1538)，纯铁的抗腐蚀能力很强，纯铁的抗腐蚀能力很强，具有良好的具有良好的延延展性展性、导热性
4、、导电性导热性、导电性，导电性导电性比铜铝比铜铝差，差，能被能被磁铁磁铁吸引。吸引。1.物理性质物理性质(1)从铁单质类别的角度，铁具有金属从铁单质类别的角度，铁具有金属的的通性通性。2.化学性质化学性质FeH2SO4FeSO4H2Fe2HClFeCl2H2FeCuSO4FeSO4CuFe2FeCl33FeCl2(2)从铁单质化合价的角度，铁从铁单质化合价的角度，铁具有具有还原性还原性。铁和冷水或铁和冷水或热水热水不反应不反应。铁和水蒸气的反应铁和水蒸气的反应实验装置实验装置实验现象实验现象实验结论实验结论肥皂液中有气泡肥皂液中有气泡产生，用火柴点产生，用火柴点燃气泡燃气泡，_铁和水蒸气反应生
5、成铁和水蒸气反应生成H2，化学方程式，化学方程式：_听听到爆鸣声到爆鸣声3Fe4H2O(g)Fe3O44H2湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；肥皂液在该实验中可以起到肥皂液在该实验中可以起到“收集收集”氢气的作用。氢气的作用。1.如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态？如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态？取取少少量量固固体体于于试试管管中中，加加入入稀稀硫硫酸酸(不不能能用用盐盐酸酸)溶溶解解，将将溶溶液液分分成成两两份份，一一份份加加入入酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液，溶溶液液褪褪色色，说说明明溶溶液液中中含含有有F
6、e2；另另一一份份加加入入KSCN溶溶液液，溶溶液液显显红红色色，说说明明溶溶液液中中含有含有Fe3。MnO45Fe28H=Mn25Fe34H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O2Fe(CN)633Fe2=Fe3Fe(CN)62K3Fe(CN)6六氰和铁酸钾，可用来检验亚铁离子，现象是生成六氰和铁酸钾，可用来检验亚铁离子，现象是生成蓝色沉淀。蓝色沉淀。随堂训练随堂训练随堂训练随堂训练 2.有下列物质：有下列物质：O2AgNO3溶溶液液CuCl2溶溶液液稀稀硫硫酸酸FeCl3溶溶液液Cl2水蒸气水蒸气(高温高温)与与Fe反反应应时时只只生生成成2价价铁铁的的化化合合物物的的是是_(填填序序
7、号号，下下同同)，只只生生成成3价价铁铁的的化化合合物物的的是是_，既既生生成成2价价又又生生成成3价铁的化合物的是价铁的化合物的是_。二、铁的氧化物二、铁的氧化物1.铁的氧化物的物理性质及用途铁的氧化物的物理性质及用途名称名称氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁化学式化学式俗名俗名铁元素的化合价铁元素的化合价颜色、状态颜色、状态溶解性溶解性用途用途FeOFe2O3Fe3O4232、3红棕红棕色色粉末粉末黑黑色色固体固体铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁黑色粉末黑色粉末都不溶于水都不溶于水用作色素用作色素用作油漆、涂料、用作油漆、涂料、油墨的红色颜料油墨的红色颜料磁性材料磁性材料写出下列
8、氧化物和稀盐酸反应的离子方程式：写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式：FeO：_。Fe2O3：_。Fe3O4：_。FeO2HFe2H2OFe2O36H2Fe33H2O2.铁的氧化物的化学性质铁的氧化物的化学性质从物质类别的角度从物质类别的角度,铁的氧化物都能和酸反应生成相应铁的氧化物都能和酸反应生成相应的盐和水的盐和水Fe3O48HFe22Fe34H2OFe3O4是一种复杂的化合物，可以看做氧化亚铁和氧化铁形成的是一种复杂的化合物，可以看做氧化亚铁和氧化铁形成的化合物：化合物：FeOFe2O3(2)从从化化合合价价的的角角度度，铁铁的的氧氧化化物物都都具具有有，其其中中FeO中中Fe元素价态
9、为元素价态为2价，化合价还可以升高，价，化合价还可以升高，具有具有。FeO不不稳稳定定，在在空空气气中中受受热热被被氧氧化化生生成成，FeO在在反反应应中中表现表现_。铁铁的的氧氧化化物物与与铝铝粉粉在在高高温温下下可可发发生生反反应应，写写出出Fe2O3和和Al发发生生反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式：_，反反 应应 放放 出出 ，常常用用于于_、制制备备金金属属纳纳米米复复合合材材料料等等，Fe2O3在在反反应应中中表现表现。还原性还原性氧化性氧化性Fe3O4还原性还原性大量热大量热焊接钢轨焊接钢轨氧化性氧化性随堂训练随堂训练随堂训练随堂训练 3、野野外外焊焊接接铁铁轨轨常常
10、利利用用铝铝粉粉和和氧氧化化铁铁反反应应进进行行，该该反反应应称称为为“铝铝热热反应反应”。操操作作步步骤骤为为：将将铝铝粉粉和和氧氧化化铁铁充充分分混混合合；撒撒上上氯氯酸酸钾钾，插插入入镁镁条条；点燃镁条。现场与原理如图：点燃镁条。现场与原理如图：(1)氯酸钾和镁条分别起什么作氯酸钾和镁条分别起什么作用？用？镁镁条条燃燃烧烧放放热热达达到到反反应应所所需需要要的的高高温温条条件件，氯氯酸酸钾钾受受热热分解产生氧气，促进燃烧。分解产生氧气，促进燃烧。(2)将将氧氧化化铁铁换换成成氧氧化化亚亚铁铁或或四四氧氧化化三三铁铁能能否否反反应应？若若能能，请请写写出出和四氧化三铁反应的化学方程式，并标
11、出电子转移。和四氧化三铁反应的化学方程式，并标出电子转移。能能反应的化学方程式及电子转移反应的化学方程式及电子转移：(3)若将氧化铁换成氧化镁能否反应呢？若不能，说明原因。若将氧化铁换成氧化镁能否反应呢？若不能，说明原因。否否。因因为为金金属属的的活活泼泼性性：MgAl，故故Al不不能能和和MgO发发生生铝铝热热反反应置换出金属应置换出金属Mg。4、FeO中中Fe元元素素价价态态为为2价价，有有升升高高的的趋趋势势，如如和和稀稀硝硝酸酸反反应应，2价价Fe元元素素被被氧氧化化成成3价价，若若硝硝酸酸的的还还原原产产物物只只有有NO，请请写写出以上反应的离子方程式。出以上反应的离子方程式。FeO
12、HNO3Fe3NOH2O2 2 5 5 3 3 2 2 33311 3311310115化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态颜色、状态水溶性水溶性酸碱性酸碱性稳定性稳定性与稀盐酸、与稀盐酸、稀硫酸反应稀硫酸反应制备制备转化转化Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2O白色固体白色固体红褐色红褐色固体固体不溶不溶不溶不溶Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2OFe22OHFe(OH)2Fe33OHFe(OH)3在空气中易被氧化为在空气中易被氧化为Fe(OH)34Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3现象：白色沉淀迅速变为现象：白色沉淀迅速变为灰绿色灰绿色，最终变为，最终变为红褐色红褐
13、色弱碱性弱碱性弱碱性弱碱性三、铁的氢氧化物三、铁的氢氧化物2Fe(OH)3Fe2O33H2O5、下列各图示中下列各图示中能较长时间看到能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀。白色沉淀。随堂训练随堂训练随堂训练随堂训练 6、Fe(OH)2是是一一种种白白色色沉沉淀淀，极极易易被被氧氧化化生生成成Fe(OH)3，为为长长时时间间观观察察到到生生成成的的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。沉淀，某小组设计如下两套方案。方案一：覆盖层法方案一：覆盖层法方案二：还原性气体保护法方案二：还原性气体保护法根据以上两种方案，回答下列问题：根据以上两种方案，回答下列问题：(1)在实验方案一中，为防止在实验
14、方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用被氧化，常采用以下以下措施。措施。用用新新制制的的FeSO4溶溶液液和和经经过过加加热热煮煮沸沸的的NaOH溶溶液液制制Fe(OH)2，目的是目的是_。排除溶解的氧气，防止排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化被氧化(3)将将制制得得的的含含Fe(OH)2沉沉淀淀的的混混合合液液置置于于空空气气中中，沉沉淀淀会会发发生生怎怎样样的的变变化化？_，写写出出反应的化学方程式反应的化学方程式：_。在在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是溶液表面覆盖一层煤油，目的是_。将将吸吸有有NaOH溶溶液液的的长长滴滴管管伸伸入入FeSO4溶溶液液液液面面下下，再
15、再挤挤出出NaOH溶液，目的是溶液，目的是_。隔绝空气中的氧气隔绝空气中的氧气防止带入氧气防止带入氧气(2)方案二要制得方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为沉淀，操作方法为_。相关反应的。相关反应的离子方程式为离子方程式为_。打开止打开止水水夹夹a，待，待A中反应生成的中反应生成的H2排尽装排尽装置中的空气后置中的空气后，再关闭止水夹再关闭止水夹aFe2HFe2H2、Fe22OHFe(OH)2白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3(1)Fe2极易被氧化，所以极易被氧化，所以FeSO4溶液要溶液要现用现配现用
16、现配。(4)为为防防止止Fe2被被氧氧化化，还还可可以以向向盛盛有有FeSO4溶溶液液的的试试管管中中加加入入少少量量的的煤煤油油或或其其他他密密度度小小于于水水而而不不溶溶于于水水的的有有机机物物(如如苯苯)，以以隔隔绝绝空气。空气。(3)为为了了防防止止滴滴加加NaOH溶溶液液时时带带入入空空气气，可可将将吸吸有有NaOH溶溶液液的的长滴管伸入长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。溶液。(2)为为了了防防止止Fe2被被氧氧化化，配配制制FeSO4溶溶液液所所用用的的蒸蒸馏馏水水和和制制备备Fe(OH)2所用的所用的NaOH溶液溶液都要煮沸，尽可能除去都要煮沸，尽可能除去O2。制备氢氧化亚铁实验的四个关键点制备氢氧化亚铁实验的四个关键点