2020化学新教材同步导学人教第一册课件：第三章 铁 金属材料 第一节 .ppt

1、课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 明确学习目标 1.了解单质铁的还原性，一定条件下能与非金属单质、酸和某些盐反应，初步学会根据铁与水蒸气反应的原理设计实验装置。2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。3.掌握 Fe2、Fe3的检验方法及其相互转化。4.了解 Fe(OH)2、Fe(OH)3 的制备方法。23 学生自主学习课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 铁的单质1.铁在地壳中含量仅次于、和，居第位，主要以价和价化合物形式存在。01 氧02 硅03 铝04 四05 206 3课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2.铁单质的性质(1)物理性质：银白

2、色金属，导电、导热性好，能被磁铁吸引。(2)化学性质(写出反应的化学方程式)与 Cl2 反应：。与 O2 反应：。与稀 H2SO4 反应：。与 CuSO4 溶液反应：。07 2Fe3Cl2=2FeCl308 3Fe2O2=点燃 Fe3O409 FeH2SO4=FeSO4H210 FeCuSO4=FeSO4Cu课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(3)铁与水蒸气反应的实验探究课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2.铁的氢氧化物(1

3、)铁的氢氧化物的制备课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(2)化学性质课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 铁盐和亚铁盐1.铁盐和亚铁盐(1)Fe3的检验方法Fe3KSCN溶液呈。(2)Fe2的检验方法Fe2KSCN溶液颜色无变化氯水 溶液变成。01 红色02 红色课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(3)Fe2与 Fe3的转化实验及现象溶液颜色变化：由黄色 。03 浅绿色04 无明显变化05 红色课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 反应的离子方程式，。结论Fe3 铁等强还原剂氯气等强氧化剂Fe2。06 2Fe3Fe=3Fe207 2F

4、e2Cl2=2Fe32Cl课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 1.怎么除去 FeCl2溶液中的少量 Fe3？从中你得出一个什么样的结论？提示：加足量的铁粉振荡、静置、过滤，其反应的离子方程式为：2Fe3Fe=3Fe2。由此可知：含同一元素的不同价态的物质反应时，生成含该元素中间价态的物质，如：CCO2=高温 2CO。提示 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2.Fe(OH)2 很容易被空气中的氧气氧化，在制备 Fe(OH)2 时应如何防止Fe(OH)2 被氧化？提示：隔绝空气；排除溶液中溶解的 O2。提示 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 3.

5、除了上述检验 Fe2、Fe3的方法外，你还知道其他区别二者的方法吗？提示：观察法 提示 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 4.如何证明含有 Fe3的溶液中是否含有 Fe2？提示：由于溶液中含有 Fe3，利用 NaOH 溶液或 KSCN 溶液都无法证明溶液中是否含有 Fe2，可以利用 Fe2的还原性，向溶液中加入酸性 KMnO4溶液，溶液紫色褪去证明溶液中含有 Fe2。提示 23 课堂互动探究课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 知识点一 铁的单质(1)铁位于金属活动性顺序表中氢原子之前，因此可以与酸反应置换出H2，生成 Fe2。(2)铁在纯氧中燃烧、铁在高温下与

6、水蒸气反应生成的是 Fe3O4，Fe3O4中有 2 个3 价铁和一个2 价铁。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 1 下列有关铁与水反应的说法中正确的是 ()A.在任何条件下，铁与水均能发生反应B.在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气C.在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气D.在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 批注点拨课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 答案 D解析 解析 高温时，铁与水蒸气反应生成 Fe3O4 和 H2。答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 练 1 一定

7、条件下，等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气充分反应，则在相同的条件下产生氢气的体积比是()A.11 B43C.23 D34解析 根据 Fe2HCl=FeCl2H2、3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2 可知，1 mol Fe 与足量盐酸反应生成 1 mol H2,1 mol Fe 与足量水蒸气反应生成43 mol H2，故相同条件下产生 H2 的体积比是 34。解析 答案 D答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 练 2 铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。试仿照图中实例在方框内填写物质的化学式并书写化学方程式(要求：所填写的反应物不属

8、于同一类物质，生成物必须填写铁的化合物)。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(1)反应的化学方程式为：_。(2)反应的化学方程式为：_。(3)反应的化学方程式为：_。答案 AH2O BFe3O4 CHCl DFeCl2E.CuSO4 FFeSO4(答案合理即可)(1)3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2(2)Fe2HCl=FeCl2H2(3)FeCuSO4=FeSO4Cu 答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 解析 金属铁可以与非金属单质(O2 等)、水蒸气、酸(盐酸、硫酸等)以及盐(CuSO4、AgNO3 等)发生反应。解析 课堂互动探究 学习效果

9、检测 课时作业 学生自主学习 方法规律 单质铁与强氧化剂生成3 价铁的化合物；与弱氧化剂生成2 价铁的化合物。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 知识点二 铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物都是不溶于水的化合物，其中 FeO 在空气中加热能迅速转化为具有磁性的化合物 Fe3O4；FeO、Fe2O3 都是碱性氧化物；FeO、Fe2O3、Fe3O4 都能与酸反应，也都能与 H2、CO 等反应(表现其氧化性)，如工业上利用 Fe2O3、Fe3O4 与 CO 反应制备重要的金属材料铁。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2.制备 Fe(OH)2 的注意事项(1)Fe2极

10、易被氧化，所以 FeSO4 溶液要现用现配。(2)为了防止 Fe2被氧化，配制 FeSO4 溶液的蒸馏水和 NaOH 溶液要煮沸，尽可能除去 O2；还可以向盛有 FeSO4 溶液的试管中加入一层植物油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。(3)为了防止滴加 NaOH 溶液时带入空气，可将吸有 NaOH 溶液的长滴管伸入 FeSO4 溶液的液面下，再挤出 NaOH 溶液。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2 某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置如图所示。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(1)在试管 B 中加入 NaOH 溶液，加热煮沸

11、12 min 立即加入 2 mL 液体石蜡，该操作的目的是_。(2)在具支试管 A 中加入稀硫酸和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：_。(3)连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管 A 中的现象是_，产生该现象的原因是_。试管 B 中的现象是_。(4)若试管 B 中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应的化学方程式为_。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 批注点拨课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 答案(1)除去溶解在NaOH溶液中的O2，并防止O2再进入溶液(2)保证溶液中不存在 Fe3(3)溶液经导管进入试管 B 生成的 H2

12、 使试管 A、B 内产生了压强差 产生白色沉淀(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3答案 解析 氢氧化亚铁不稳定，容易被氧化为氢氧化铁，因此在制备过程中应避免其与空气中的氧气接触。解析 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 练 3 指南针是我国古代四大发明之一，制造指南针的磁性物质是()A.FeO BFe2O3CFe3O4DFe解析 Fe3O4 具有磁性，俗称磁性氧化铁；铁是能被磁化的物质，本身没有磁性。解析 答案 C答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 练 4 用不含 Fe3的 FeSO4 溶液与用不含 O2 的蒸馏水配制的 NaOH溶液反应来

13、制备 Fe(OH)2。(1)除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用_的方法。(2)生成白色 Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4溶液液面下，再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是_。答案(1)煮沸(2)避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 解析 根据 FeSO4 具有易被氧化的特点，蒸馏水中若溶有 O2，则会加速 Fe(OH)2 氧化，因此可采用煮沸法除去 O2。为避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2，可用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶液液面下，再

14、挤出 NaOH 溶液方可达到目的。解析 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 方法规律(1)Fe3O4 有固定的组成，属于纯净物，不是混合物，由于其与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故不属于碱性氧化物。(2)Fe3O4 可看成 FeOFe2O3，所以在书写其与盐酸的反应方程式时可看成等物质的量的 FeO、Fe2O3 分别与盐酸反应，然后把两个反应相加。(3)制备 Fe(OH)2 的反应原理是利用可溶性的亚铁盐溶液与碱反应，制备过程中要在一个无氧环境中进行。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 知识点三 铁盐和亚铁盐1.Fe2、Fe3的检验方法(1)Fe3的检验方法

15、课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(2)Fe2的检验方法课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2.Fe、Fe2、Fe3之间的相互转化关系铁元素有三种价态：0 价、2 价和3 价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”：课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 如：(1)Fe0仅有还原性FeCu2=Fe2CuFe2H=H2Fe22Fe3Cl2=2FeCl33Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(2)Fe2 既有氧化性又有还原性4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe2C

16、l2=2Fe32ClZnFe2=FeZn2FeOH2=FeH2O(3)Fe3 仅有氧化性2Fe3Fe=3Fe23COFe2O3=高温 2Fe3CO2课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 3 要证明某溶液中不含 Fe3而可能含 Fe2，有如下实验操作：加足量新制氯水 加足量酸性 KMnO4 溶液 加少量 KSCN 溶液，则最佳顺序是()A.BC.D课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 批注点拨课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 答案 C解析 解析 检验的原理是 Fe3遇 SCN显红色，而 Fe2遇 SCN不显红色。加入 KSCN 溶液不显红色证明无 F

17、e3，再加新制氯水，如有 Fe2则可被氧化为 Fe3，遇 SCN显红色。酸性 KMnO4 溶液也能氧化 Fe2，但因其本身呈紫色，使 Fe3与 SCN的反应现象不明显，因此不选用酸性 KMnO4 溶液。答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 练 5 铁有2 价和3 价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是()A.用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质B.铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C.氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D.氢氧化铁受热分解解析 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 中化合价没有发生变价。解析 答案 D答案

18、课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 练 6 只用一种试剂就可将 AgNO3、KSCN、稀 H2SO4、NaOH 四种无色溶液区分开，该试剂是()A.BaCl2 溶液BCuCl2 溶液C.FeCl3 溶液DFeCl2 溶液解析 氯化钡不能鉴别 KSCN 和氢氧化钠，氯化铜不能区分 KSCN和稀硫酸，氯化亚铁不能鉴别 KSCN 和稀硫酸。解析 答案 C答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 方法规律(1)Fe3呈黄色，Fe2呈浅绿色，可作为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。(2)Fe3与 SCN作用后的“溶液”显红色，注意并不生成沉淀。(3)在检验时一定要考

19、虑 Fe2、Fe3的相互干扰，如检验 Fe3中是否混有 Fe2，不能用 Cl2 和 KSCN 溶液、NaOH 溶液等。(4)Fe3能被 Fe、Cu、I等还原为 Fe2，Fe2能被 Cl2、H2O2、MnO4 等氧化为 Fe3。利用此类转化可以去除 Fe3中混有的 Fe2，Fe2中混有的 Fe3，但注意不要引入新的杂质。(5)氧化性强弱顺序：Fe3Cu2Fe2。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 知识拓展(1)Fe2与 K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀，所以可以用K3Fe(CN)6溶液检验 Fe2的存在(尤其是 Fe3溶液中是否含 Fe2)。(2)Fe3可以氧化(“腐蚀”)Cu

20、生成Fe2和Cu2，即：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。工业上用 FeCl3 溶液作为“腐蚀液”制造印刷电路板等。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 本课归纳总结1.FeO、Fe2O3、Fe3O4 均能与酸反应生成盐和水。其中 Fe2O3 溶于酸反应的离子方程式为 Fe2O36H=2Fe33H2O。2.在含 Fe2的溶液中加入碱溶液时，生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。离子方程式为 Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。实验室制备 Fe(OH)2 时要在一个无氧环境中进行。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习

21、3.Fe(OH)2 和 Fe(OH)3 都是不溶性碱，Fe(OH)3 受热分解生成红棕色的Fe2O3。4.Fe3遇到 SCN时溶液变成红色，利用这一反应可检验 Fe3的存在。5.Fe2与 Fe3在一定条件下可以相互转化，Fe3遇到 Fe、Cu 等可被还原为 Fe2，Fe2遇到氯水、溴水、双氧水、酸性 KMnO4 溶液等可被氧化为Fe3。离子方程式如下：2Fe3Fe=3Fe2，2Fe3Cu=2Fe2Cu2，2Fe2Cl2=2Fe32Cl。23 学习效果检测课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 1.下列物质反应后一定有3 价铁生成的是()过量的 Fe 与 Cl2 反应 Fe 与过量稀

22、 H2SO4 反应后，再向其中加入新制氯水 Fe 和 Fe2O3 的混合物溶于盐酸中A.BCD全部答案 C答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 解析 中的 Cl2 氧化性强，它能将铁氧化为3 价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原；中 Fe 与稀 H2SO4 反应只能生成 Fe2，但加入新制氯水后，氯水中的氯分子能将 Fe2氧化成 Fe3；中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的 FeCl3 全部还原为 FeCl2，若铁是不足的，则溶液中可能存在 Fe3。解析 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 2.下列说法正确的是()A.赤

23、铁矿的主要成分是 Fe3O4B.Fe2O3 为碱性氧化物，可与水反应生成 Fe(OH)3C.铁锈的主要成分是 Fe2O3D.Fe3O4 中铁元素有2 价和3 价，Fe3O4 是混合物解析 赤铁矿、铁锈的主要成分是 Fe2O3，A 错误，C 正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B 错误；Fe3O4 为纯净物，不是混合物，D错误。解析 答案 C答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 3.用足量的 CO 还原 32.0 g 某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，得到 60 g 沉淀，则该氧化物是()A.FeO BFe2O3CCuO DFe3O4解析 由生成 CaC

24、O3 60 g 可得生成的气体 CO2及反应掉的 CO 为 0.6 mol，即 32 g 金属氧化物中含氧原子为 0.6 mol，氧元素的质量为 9.6 g，则氧化物中金属元素的质量为 22.4 g，两元素的质量比为22.49.6 73，即该氧化物为 Fe2O3。解析 答案 B答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 4.由 FeO、Fe2O3、Fe3O4 组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量之比为 218，则这种混合物中 FeO、Fe2O3、Fe3O4 的物质的量之比可能为()A.121 B123C.131 D113解析 由铁元素与氧元素的质量之比为 218，求得物质的

25、量之比为34，所以 Fe3O4 物质的量的多少不影响混合物中铁元素与氧元素的质量比。Fe3O4 可拆为 FeOFe2O3，故只要 FeO、Fe2O3 的物质的量之比为 11即可。解析 答案 D答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 5.下列离子的检验方法合理的是()A.向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe2B.向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2C.向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3D.向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有 Fe2

26、，不含有 Mg2答案 C答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 解析 A 项，加入 KSCN 后呈红色，说明含 Fe3，但不能说明是否含有 Fe2；B 项，通 Cl2 后再加入 KSCN 溶液变红色说明所得的溶液中含Fe3，而原溶液中是否含有 Fe2无法判断；C 项，加 NaOH 得红褐色沉淀说明含有 Fe3；D 项，当溶液中含有 Fe2和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现题述现象，因为 Fe(OH)2 转变成 Fe(OH)3 时，红褐色很容易掩盖其他白色沉淀。解析 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 6.(1)合成氨工业生产中所用的 Fe 催化剂

27、的主要成分是 FeO、Fe2O3。某 FeO、Fe2O3 混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为 45，其中 FeO、Fe2O3 的物质的量之比为_。当催化剂中2 价铁与3 价铁的物质的量之比为 12 时，其催化活性最高，此时铁的氧化物的混合物中铁的质量分数为_(用小数表示，保留两位小数)。课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 用 FeO、Fe2O3 和稀盐酸、氯气制取 FeCl3 溶液的离子方程式为_、_、_，检验溶液中 Fe3存在的试剂是_。写出 FeCl3 溶液与金属铜发生反应的化学方程式_，当转移电子数为 6.021024 时，被氧化的物质的质量为_。课堂互动探究 学习

28、效果检测 课时作业 学生自主学习 答案(1)21 0.72(2)FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2O2Fe2Cl2=2Fe32Cl KSCN 溶液2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2 320 g答案 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习 解析(1)设 FeO 的物质的量为 x，Fe2O3 的物质的量为 y。则x2yx3y45，解之得xy21，故 FeO 与 Fe2O3 的物质的量之比为 21。设催化剂中含 1 mol FeO、1 mol Fe2O3，催化剂中铁的质量分数为56 gmol13 mol56 gmol13 mol16 gmol14 mol0.72 或二者的混合物组成相当于 Fe3O4，故铁元素的质量分数为56 gmol13 mol56 gmol13 mol16 gmol14 mol0.72。解析 课堂互动探究 学习效果检测 课时作业 学生自主学习(2)FeO、Fe2O3 与盐酸反应，生成 FeCl2、FeCl3，通入氯气氧化 FeCl2制取 FeCl3。FeCl3 溶液与 Cu 反应生成 FeCl2 和 CuCl2，转移电子数为 6.021024时，被氧化的铜的物质的量为 5 mol，质量为 320 g。解析 23 课时作业点击进入PPT课件