2019-2020学年新教材高中化学 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第一课时 铁的单质

铁金属材料第三章第一节铁及其化合物第一课时铁的单质学习目标：1.了解铁在自然界中的存在形态及冶炼方法。2.了解铁的物理性质。3.掌握铁的主要化学性质。课前自主预习1．铁元素在自然界的存在形态(1)像陨铁中的铁那样以形态存在。(2)以价和价的形态存在，铁元素在地壳中的含量仅次于、和，居第四位。2．铁的冶炼工业炼铁的原理是用的方法把铁从铁矿石中提炼出来。3．铁的物理性质铁有。铁能，但其导电性不如铜和铝。铁能被吸引。单质＋2＋3化合物氧硅铝还原延展性和导热性导电磁体4．铁的化学性质在一定条件下，铁作为能与、反应。(1)铁与的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去个电子生成铁的化合物。(2)铁与的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去个电子生成铁的化合物。(3)红热的铁能与水蒸气发生反应，生成和。化学方程式：。还原剂某些非金属单质酸和盐溶液氧化性较弱2＋2价氧化性较强3＋3价四氧化三铁氢气3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H21．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)自然界中不存在单质铁()(2)Fe与热水发生反应生成Fe2O3()(3)铁和稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑()(4)铁和氯气反应：Fe＋Cl2=====点燃FeCl2()(5)地壳中含量最高的金属元素是铁()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．铁在一定条件下分别与O2、水蒸气反应的相同产物是()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe(OH)3[解析]铁在氧气中点燃生成Fe3O4，反应的化学方程式为：3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4；铁与水反应：3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2，所以相同的产物是Fe3O4，故C正确。[答案]C3．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()A．1∶1B．3∶4C．2∶3D．4∶3[解析]设Fe的物质的量为1mol，则Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1mol1mol3Fe＋4H2O(g)=====△Fe3O4＋4H21mol43mol相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成H2体积之比为：1∶43＝3∶4，故选B。[答案]B课堂互动探究知识点铁1.铁的性质(1)物理性质(2)化学性质Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。①Fe――→－2e－弱氧化剂Fe2＋Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑盐酸或稀硫酸Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋S=====△FeS②Fe―→Fe3O43Fe＋2O2=====点燃Fe3O43Fe＋4H2Og=====△Fe3O4＋4H2③Fe――→－3e－强氧化剂Fe3＋2Fe＋3X2=====点燃2FeX3(X代表F、Cl、Br)Fe常温下被浓H2SO4、浓硝酸钝化，但加热条件下可被氧化为Fe3＋。2．铁的冶炼(1)设备：炼铁高炉。(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。(3)主要反应①还原剂的生成。a．生成CO2：C＋O2=====高温CO2，b．生成CO：CO2＋C=====高温2CO。②铁的生成：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2。③炉渣的形成：a.CaCO3=====高温CaO＋CO2↑，b．CaO＋SiO2=====高温CaSiO3。【典例】某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是()A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成所得溶液有颜色[思路启迪]解决铁与水蒸气反应时要准确把握铁的典型性质，铁不与冷、热水反应，铁只能与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2。[解析]铁与H2O(g)在高温条件下反应生成Fe3O4和H2；Fe3O4与HCl反应生成FeCl3(棕黄色)和FeCl2(浅绿色)。[答案]CFe与H2O的反应规律(1)Fe不与冷水、热水反应，在常温下Fe暴露在空气中产生铁锈(Fe2O3·xH2O)。(2)Fe与水蒸气在高温时发生反应3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2。[针对训练]有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：(1)写出化学式：A________；B________；C________。(2)写出化学方程式。①A在空气中燃烧_____________；②C与水蒸气反应____________；③A与水反应_____________。[解析]淡黄色固体是过氧化钠，故A是钠；B能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，故B是镁；金属在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，该金属是铁。[答案](1)NaMgFe(2)①2Na＋O2=====点燃Na2O2②3Fe＋4H2O(g)=====△Fe3O4＋4H2③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑