2019-2020学年新教材高中化学 3.1 第1课时 铁的单质课件 新人教版必修第一册

第一节铁及其化合物第1课时铁的单质第三章铁金属材料课程标准核心素养1.了解铁与某些非金属单质、酸和盐溶液的反应。2．通过实验探究了解铁与水蒸气的反应。1.变化观念：知道铁作为还原剂与某些非金属单质、酸和盐溶液反应时，铁与氧化性较弱的氧化剂反应，铁原子生成＋2价铁的化合物；铁与氧化性较强的氧化剂反应时，铁原子生成＋3价铁的化合物。2．科学探究：通过对铁与水蒸气反应实验原理的探究，分析可能的生成物。第三章铁金属材料1．金属的物理通性状态颜色延展性导电、导热性绝大多数为固态不透明、有金属光泽，大多是银白色大多数较好良好金属的物理性质既有相似性又有差异性，如金属的特殊性有：(1)金、铜等少数金属有特殊颜色。(2)除汞外，常温下金属都是固体。(3)密度相差较大。其中常温下密度最小的金属是锂(0.535g·cm－3)，常见金属中密度最大的是铂(21.45g·cm－3)。(4)硬度相差很大。金属中硬度最大的是铬(Cr)，钠、钾等金属硬度较小。(5)熔、沸点相差也很大。钠、钾的熔点都低于水的沸点(100℃)，而钨的熔点高达3422℃。2．铁的存在和冶炼(1)铁的存在铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以______形态存在，但主要是以______价和______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。单质＋2＋3(2)铁的冶炼我国目前发现最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。工业炼铁的反应原理为______________________________。3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO23．铁的化学性质(能写离子方程式的写离子方程式)Fe与足量的Cl2、KMnO4(H＋)、硝酸溶液等强氧化剂反应时，被氧化为＋3价；Fe与足量的S、I2、Cu2＋等弱氧化剂反应时，被氧化为＋2价。4．铁与水蒸气反应的实验探究(1)铁与冷水或热水不反应，但在空气中氧气、二氧化碳、水蒸气的作用下，易腐蚀。(2)铁与水蒸气反应的实验探究方法方法一(实验改进)方法二实验装置方法方法一(实验改进)方法二气体检验用小试管C收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了____用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了____实验结论铁在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为____________________________H2H23Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2方法一中，应先点燃酒精灯产生大量水蒸气后，再点燃酒精喷灯，以防止加热的铁粉与氧气反应。方法二中，湿棉花的作用是提供水蒸气。金属铁、钠与非金属反应的比较与O2反应与Cl2反应与S反应Na常温下：4Na＋O2===2Na2O2Na＋Cl2=====△2NaCl2Na＋S=====△Na2S加热时：2Na＋O2=====△Na2O2与O2反应与Cl2反应与S反应Fe常温下：Fe在潮湿的空气中生锈，主要成分为Fe2O3·nH2O2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3Fe＋S=====△FeSFe在纯氧中点燃生成Fe3O4铁与硫、氯气反应的产物中铁的价态不相同，证明氯气的氧化性强于硫。1．下列关于铁与水反应的描述不正确的是()A．红热的铁能与水蒸气反应，用排水法收集产生的气体并点燃，能听到轻微“噗”声B．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应C．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下能发生氧化反应D．铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的FeO解析：选D。铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的Fe3O4。2．将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol·L－1的盐酸中，下列说法正确的是()A．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多B．铝与盐酸反应产生的气体最多C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多D．反应结束时产生的气体一样多解析：选A。经计算知金属相对于盐酸都是过量的，所以Al、Fe剩余，而剩余的Na又能与水反应，因而钠与盐酸反应产生的气体最多。3．(2019·教材改编题)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是____________________________________，B装置中反应的化学方程式为___________________________。(2)D装置的作用是____________________________________。(3)E装置中的现象是______________________________。(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是____________________________________________________。解析：(1)B装置中发生的反应是3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2，故A装置的作用是产生水蒸气。(2)D装置的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)E装置中发生的反应为H2＋CuO=====△Cu＋H2O，故E装置中的现象为黑色固体变为红色，同时硬质玻璃管右端管壁有水珠生成。(4)应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯之前要收集H2，并检验其纯度。答案：(1)产生水蒸气3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2(2)除去未反应的水蒸气，干燥H2(3)黑色固体变为红色，硬质玻璃管右端管壁有水珠生成(4)A收集H2，并检验其纯度课堂小结铁与非金属反应与足量的Cl2等强氧化剂反应被氧化为＋3价与足量的S、I2等弱氧化剂反应被氧化为＋2价与非氧化性酸反应（如稀硫酸、盐酸）被氧化为＋2价与盐溶液反应，如Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu在高温下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O（g）=====高温Fe3O4＋4H2合格考训练1．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是()A．Fe――→Cl2加热FeCl3B．Fe――→盐酸常温FeCl3C．Fe――→H2O（g）高温Fe3O4D．Fe――→S加热FeS解析：选B。Fe与非氧化性酸反应被氧化为＋2价，B错。2．(2019·教材改编题)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．稀硫酸B．氯气C．硫酸铜溶液D．稀盐酸解析：选B。Fe与强氧化剂Cl2反应被氧化为＋3价。3．下列反应中，能置换出铁的是()A．Cu和FeSO4(溶液)B．Na和FeSO4(溶液)C．C和Fe2O3(高温)D．Ag和FeSO4(溶液)解析：选C。A项不发生反应；B项钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸亚铁反应产生氢氧化亚铁沉淀；C项反应为3C＋2Fe2O3=====高温3CO2＋4Fe；D项不发生反应。4．(2019·教材改编题)下列变化通过一步反应不能直接完成的是()A．Fe―→Fe3O4B．Na―→Na2CO3C．Na2O2―→NaOHD．Na―→Na2O2解析：选B。A项反应为3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2；B项Na性质活泼，但不能通过一步反应直接转化为Na2CO3；C项反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；D项反应为2Na＋O2=====△Na2O2。5．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；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，故C是铁。答案：(1)NaMgFe(2)①2Na＋O2=====△Na2O2②3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2