【人教版高中化学必修一2019秋】第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物铁及其化合物，是高中阶段学习的非常典型的一种变价金属元素系列，这一部分内容和氧化还原理论联系密切，又和好多的实验物质制备，工业产品生产相关联，所以在实验题和化学工艺流程题中经常见到铁及其化合物的身影，为了好好掌握，还是先看看价类二维图吧！一、铁及其化合物的颜色铁粉是黑色的；铁块是银白色的Fe2＋—浅绿色Fe3O4—黑色晶体Fe(OH)2—白色沉淀Fe3＋—黄色Fe(OH)3—红褐色沉淀Fe(SCN)3—血红色溶液FeO—黑色粉末Fe2O3—红棕色粉末FeS—黑色固体这部分内容有时候作为基础题考察记忆颜色的准确性，更多的时候是作为一些推断题的突破口。

（2020·浙江高一月考）下列关于Na、Fe及其化合物的说法不正确的是A．Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火B．Na2O在空气中久置变为Na2CO3C．Fe2O3常用作油漆、涂料的红色颜料D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁【答案】D【详解】A.Na着火时生成的过氧化钠可以和泡沫灭火器喷出的CO2反应生成O2，使燃烧更旺，故A 正确；B.Na2O在空气中与水反应生成NaOH，NaOH与CO2反应生成Na2CO3，所以Na2O在空气中久置变为Na2CO3，故B正确；C. Fe2O3是红棕色固体，常用作油漆、涂料的红色颜料，故C正确；D. 铁粉与水蒸气反应生成黑色的四氧化三铁，故D错误；答案选D。

二、铁与水蒸气反应的实验探究常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。

实验时只要注意以下细节，就能顺利完成。

a、棉花最好是一整块的，揉捏到合适大小后伸入试管底部。

如果只有多块小棉花，则必须沿试管的纵向，用较大的包裹较小的，然后再塞入。

不要把小块棉花简单堆积，因热水沸腾时会使外面的棉花冲出，一旦接触到高温铁粉，一方面使水突然剧烈沸腾，另一方面降低了铁粉的温度，不利于反应。

b、铁粉的用量要较多，铺满中部试管为宜，略有鼓起，最好较为集中，因火焰的加热面积有限（可观察直接加热区域与两端铁粉变化的区别）。

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物【必备方程式】知识点一铁的单质一、铁元素的存在1、含量铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。

2、存在形态(1)游离态：存在于陨铁中。

(2)化合态：主要以+2、+3价铁的化合物存在。

如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿( Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。

【习题】判断正误。

(1)铁元素在地壳中含量位于第三位。

()(2)在工业中炼制铁单质，所以自然界中无游离态铁。

()(3)工业炼铁，需加入还原剂。

()(4)钢和铁都是铁的合金，钢不易生锈，生铁易生锈，铁锈的主要成份是Fe3O4。

()二、铁的单质1、物理性质：银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。

2、化学性质：铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定。

①与非金属反应：3Fe + 2O2Fe3O42Fe + 3C122FeCl3说明：铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色。

△Fe + S FeS说明：铁跟氯气、硫反应时，分别生成+3价和+2价的铁，说明氧化性：氯气＞硫。

①与水反应：A．在常温下，在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易被腐蚀(铁生锈)。

B．在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2①与酸反应：A．与非氧化性酸（如稀盐酸、稀H2SO4等）的反应。

例如：Fe + 2H＋Fe2＋+ H2↑B．铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中。

但在加热条件也可以反应。

①与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应。

例如：Fe + Cu2＋Fe2＋+ Cu【习题】1、下列物质中，不能与铁发生化学反应的是()A．盐酸B．氯化铁溶液C．氢氧化钠溶液D．氯气2、下列关于铁的叙述正确的是()。

铁及其化合物——氢氧化亚铁的制备教学设计一、教材分析氢氧化亚铁的制备的教学内容取自人教版高中化学必修1第三章《铁金属材料》的第一节《铁及其化合物》。

通过本节内容的学习，要求学生掌握铁及其重要化合物的性质。

+2价的铁元素具有较强的还原性，即+2价Fe容易被氧化成+3价Fe，这一性质即是教学的重点，也是考察的重点。

氢氧化亚铁沉淀转变成氢氧化铁沉淀的实验现象可以充分的让学生提体会+2价铁的还原性。

二、学情分析学生已经学过化学实验的基本操作，本节课的实验设计和操作的难度不大，适合学生采用探究的方式开展学习。

由于学生对于如何开展实验探究式学习的经验较少，教师在教学中除了做好知识教学，同时要向学生阐述实验探究的一般步骤，避免实验的盲目性。

又因为学生的知识水平和实验探究能力存在差异，教师要充分调动学生积极性，争取让每一位学生都能从课堂上获益。

三、教学目标1.掌握氢氧化亚铁的最佳制备方法以及物质防氧化的措施2.培养实验设计实验操作能力，提高运用所学知识解决实际问题的能力3.提高科学探究的能力，增强知识迁移的能力与口头表达能力四、教学重点制备氢氧化亚铁的改进方案五、教学难点培养实验设计能力六、教学过程【引入】铁元素在生活中十分常见，请同学们说一说生活中的铁元素。

例举生活中与铁元素有关的事物。

如：铁门、铁锅、燃气管道、人体内也含有铁元素等。

【教师】铁及铁的化合物在生活中运用非常广泛，其性质也很活泼，本节课我们来探究氢氧化亚铁的制备。

【学生】按要求完成铁与稀硫酸的反应，并向生成的溶液中滴加氢氧化钠溶液，观察现象。

【现象】（1）试管内有气泡产生；（2）加氢氧化钠溶液后生成灰白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

【提问】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？1.内因——FeSO4溶液中部分Fe2+可能被空气中的O2氧化成Fe3+2.外因——生成的Fe(OH)2沉淀极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3➢溶液中会有一定量的O2溶解于其中➢溶液混合过程中会有一定量的O2带入【思考与讨论】由实验可知，白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。

1第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物学业要求核心素养对接1.能列举、描述、辨识铁及其重要化合物的重要物理性质、化学性质及实验现象。

2．能利用氢氧化亚铁的性质，设计其制备方案。

3．能说明Fe 2＋、Fe 3＋的检验及其之间的相互转化。

4．能说明铁及其化合物的应用。

1.能利用氢氧化亚铁的性质，设计其制备方案，以培养学生科学探究与创新意识的素养水平。

2．利用Fe 2＋、Fe 3＋的检验及其之间的相互转化，培养学生变化观念与平衡思想的素养水平。

[知 识 梳 理]知识点一 铁的单质如右图，铁在生活中有很多的用途，为什么铁有这么多的用途，铁有什么样的性质，请完成下列问题，答案就会揭晓：1．物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1 535 ℃。

纯铁的抗腐蚀能力很强，具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。

粉末状时为黑色2．化学性质(1)与HCl的反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(2)与CuSO4的反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。

Fe与HCl、CuSO4的反应生成的是Fe2＋。

(3)与水蒸气的反应23现象：用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声。

结论：铁可与水蒸气反应，生成的气体为H 2。

化学方程式：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2。

湿棉花的作用：提供反应所需水蒸气。

生成的Fe 既有＋2价、又有＋3价。

3．铁元素在自然界的存在人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。

铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质的形态存在，但主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。

铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。

知识点二 铁的重要化合物氧化铁为什么能够用来调油漆的颜色，铁的氧化物及其氢氧化物究竟有什么样的性质？带着这个问题完成下列知识点：1．铁的氧化物4化学式FeOFe 2O 3Fe 3O 4纯净物俗 称 － 铁红 磁性氧化铁颜色和状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价水溶性 不溶 不溶 不溶与盐酸反应(离子方程式) FeO ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2OFe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2OFe 3O 4＋8H ＋===Fe 2＋＋2Fe 3＋＋4H 2O与CO 的反应Fe x O y ＋y CO=====高温x Fe ＋y CO 2Fe(OH)2 Fe(OH)3颜色和溶解性 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水稳定性 在空气中易转化为Fe(OH)32Fe(OH)3=====△Fe 2O 3＋3H 2O5与盐酸反应(离子方程式)Fe(OH)2＋2H ＋===Fe 2＋＋2H 2OFe(OH)3＋3H ＋===Fe 3＋＋3H 2O制备 Fe 2＋＋2OH －===Fe(OH)2↓ Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3↓转化化学方程式 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3现象 白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色硫酸亚铁用于给植物补充铁元素，防止黄叶病，亚铁盐究竟有什么样的性质，它如何转换成三价铁离子？请完成下列知识点，答案就会揭晓：(1)Fe 2＋和Fe 3＋的检验：实验3－2(2)Fe 2＋与Fe 3＋的转化：6①实验及现象：实验3－ 3溶液由棕黄色变为浅绿色―→溶液无明显变化―→溶液变成红色。