湖北省武汉市高中物理 第三章 金属及其化合物 3

湖北省武汉市高中物理 第三章 金属及其化合物 3

铁及其化合物 ‎ 问题记录 ‎【学习目标】‎ ‎1. 学生通过自学，能说出铁在自然界中的存在形式以及常见的铁的化合物。‎ ‎2. 学生通过演示实验，能准确描述实验现象并正确写出反应方程式。‎ ‎3. 学生通过小组讨论，掌握铁的化学性质并正确书写化学方程式。‎ ‎【核心素养】‎ 素养1  宏观辨识与微观探析  ‎ 素养2  变化观念与平衡思想 认识铁的重要化合物的化学性质。‎ 素养3  证据推理与模型认知 具有证据意识，能基于假设进行分析推理并得出正确结论。‎ 素养4  科学探究与创新意识 通过氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备，探究其性质。‎ 素养5  科学精神与社会责任 ‎【导学流程】 ‎ 一、知识链接 二、基础感知 一、铁的获取 ‎1．存在 (1)含量：铁元素在地壳中的含量居第____位。‎ ‎(2)形态：主要以________形式存在，‎ 铁单质只有在_________中存在。‎ ‎2．铁的冶炼 (1)设备：_______________。‎ ‎(2)原料：___________、___________、_____________、_____________等。‎ ‎(3)原理：高温下，用__________把铁从铁矿石中还原出来。‎ ‎(4)主要反应：‎ ‎①还原剂的生成：________________________，__________________。‎ ‎②铁矿石的还原：_______________________________________________________。‎ ‎③炉渣的形成：______________________________，__________________________。‎ ‎(5)铁合金： 含C__________的为生铁，含C____________的为钢。‎ 二．铁的性质及应用 ‎(1)物理性质：________色有________光泽的固体，熔点____，‎ 具有良好的________性、________性、________性，可以被________吸引。‎ ‎(2)化学性质：①与非金属单质的反应(如Cl2、O2)：‎ ‎________________________________、____________________________________。‎ ‎②与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：___________________________________。‎ ‎③与某些盐的反应(如CuSO4溶液)：_______________________________________。‎ ‎④钝化：常温下，铁、铝遇到浓HNO3、浓H2SO4时，表面生成________________而发生________，从而阻止内部金属进一步发生反应。‎ ‎⑤铁的化合物 a、_______用作颜料；b、______可作净水剂；c、_____作磁性材料。‎ 三．铁的氧化物：有三种：氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁 FeO Fe2O3(铁红)‎ Fe3O4(磁性氧化铁)‎ 化合价 ‎+2‎ ‎+2‎ ‎+2、+3‎ 色、态 黑色粉未 红棕色粉未 黑色晶体 水溶性 均不溶于水 和弱氧化性酸反应 FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O 和强氧化性酸反应 ‎3FeO + 10HNO3(稀) = 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O ‎ Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O ‎3 Fe3O4 + 28HNO3 = 9 Fe(NO3)3 + NO↑+14H2O 稳定性 在空气中氧化为Fe3O4‎ 空气中稳定 在空气中稳定 制备 高温熔融，过量的铁与O2反应：2Fe+O2=2FeO 氢氧化铁加热分解 ‎2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧 ‎3Fe + 2O2 = Fe3O4‎ 注意：①FeO与非氧化性酸相遇时，发生复分解反应，生成亚铁盐；但与强氧化性酸相遇，Fe2+被氧化成Fe3+，生成铁盐 ‎②Fe3O4在三种氧化物中最为稳定，一般不与酸、碱和氧气反应，所以在铁的表面若能形成Fe3O4膜，便能起到保护作用，防止生锈。Fe3O4是一种复杂的氧化物，它不属于碱性氧化物，可以写成FeO·Fe2O3的形式有+2、+3 价 ‎③FeO、Fe2O3是碱性氧化物 ‎④空气中：6FeO + O2 = 2Fe3O4‎ 三．深入学习 四．铁的氢氧化物：‎ 氢氧化亚铁(Fe(OH)2)‎ 氢氧化铁- Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 水溶性 难溶于水 与酸反应 Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O 与强氧化酸反应 ‎3Fe(OH)2 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO↑+8H2O Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O 稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化，颜色变化：白色→灰绿色→红褐色 ‎4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3‎ 较稳定空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解 制取 新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓‎ 铁盐与可溶性碱反应 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓‎ 思考：①实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液？(防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化)‎ ‎②怎样才能使Fe2+溶液长时间保存？‎ ‎(在配制溶液时，要加入少量铁粉防止氧化，加入少量对应酸抑制水解)‎ ‎③实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液底部，慢慢挤出氢氧化钠溶液 ‎(氢氧化亚铁极易被氧化，溶解在水中的少量的氧气都能将它氧化成氢氧化铁，所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到。要制得白色溶液必须用加热煮沸过的蒸馏水(以减少溶解在水中的氧气)临时配制硫酸亚铁溶液，最好在溶液中再滴几滴植物油以避免硫酸亚铁溶液与空气接触，准备加入的氢氧化钠溶液也要先加热煮沸，并且滴管尖嘴要伸入硫酸亚铁溶液的底部再慢慢挤，以防止带入氧气)‎ 五、铁盐和亚铁盐的相关实验 ‎1 往FeCl3溶液中逐滴滴加NaOH，观察实验现象记录，并写出化学方程式，离子方程式。‎ ‎2往FeCl2溶液中缓慢逐滴滴加少量NaOH稀溶液，观察实验现象记录，写出化学方程式。‎ ‎3 往FeCl3溶液中滴加两滴KSCN溶液，观察实验现象记录下来，并写出化学方程式。‎ ‎4 往FeCl2溶液中滴加两滴KSCN溶液，观察实验现象 ‎ ‎ 再滴入几滴双氧水（H2O2），观察实验现象 ‎ ‎ 以上操作有什么用途 ‎ 当堂检测：‎ ‎1．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是(　　)‎ A．FeS2 B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O4‎ ‎2．冶炼金属有下列方法：①焦炭法；②水煤气(或H2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。相应的冶炼法古代有(Ⅰ)火烧孔雀石，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铁，(Ⅳ)从氯化镁中炼镁。以下对应冶炼方法中，错误的是(　　)‎ A．(Ⅰ)① B．(Ⅱ)② C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④‎ ‎3．下列关于铁的叙述，错误的是(　　)‎ A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁场 C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态 D．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化 ‎4．下列化合物中，不可由两种单质直接化合得到的是(　　)‎ A．Fe3O4 B．FeCl‎2 C．Al2O3 D．CuCl2‎ ‎5．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬，可用铝热法制备的是(　　)‎ A．①②④ B．①②③⑤ C．①③④⑤ D．①②③④⑤‎