人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物示范课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物示范课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，铁的氢氧化物等内容，欢迎下载使用。
自主预习·新知导学
一、铁单质1.铁的物理性质有延展性和导热性。能导电,但导电性不如铜和铝。能被磁铁吸引。
2.铁的化学性质(1)铁与氧化性较弱的氧化剂反应,铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物。①铁与盐酸反应的离子方程式为Fe+2H+══Fe2++H2↑。②铁与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe+Cu2+══Fe2++Cu。
(2)铁与氧化性较强的氧化剂反应,铁原子失去3个电子生成+3价铁的化合物。
二、铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物
【自主思考1】 Fe3O4与盐酸反应的产物是什么?写出该反应的离子方程式。提示:Fe3O4与盐酸反应的产物是FeCl2和FeCl3。Fe3O4+8H+══Fe2++2Fe3++4H2O。
【自主思考2】 利用教科书中的方法制备Fe(OH)2时,为得到较为纯净的Fe(OH)2,可采取哪些措施?提示:①Fe2+溶液必须是新制的并放入铁粉,防止Fe2+被氧化成Fe3+;②除去溶液中溶解的O2,方法是加热煮沸NaOH溶液;③滴管末端插入试管内的液面以下;④必要时可在液面上加植物油等进行液封。
【自主思考3】 能利用Fe2O3与水反应制取Fe(OH)3吗?Fe(OH)3能通过化合反应得到吗?提示:Fe2O3不溶于水,也不与水反应;但可以通过化合反应得到Fe(OH)3,反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)Fe与水蒸气反应生成Fe(OH)3。(　　)(2)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。(　　)(3)磁铁矿的主要成分为Fe3O4。(　　)(4)Fe3O4可由单质直接化合而得到。(　　)(5)FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3都可通过化合反应生成。(　　)(6)Fe3O4中化合价有+2和+3价,所以Fe3O4为混合物。(　　)
2.化合物A、B组成元素相同,且B为白色。C是一种与B含有相同价态金属元素的硫酸盐,向C中加入适量的NaOH溶液,可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀A,加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题:(1)写出各物质的化学式:A　　　　、B　　　　、C　　　　、D　　　　。 (2)写出B转化为A的化学方程式: 　　　　　　　　　。 写出A受热分解的化学方程式: 　　　　　　　　　。 
答案:(1)Fe(OH)3　Fe(OH)2　FeSO4　Fe2O3
解析:解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象,确定A是Fe(OH)3,C是FeSO4,B为Fe(OH)2,D为Fe2O3。
3.金属单质A可发生以下反应。试推断:(1)写出下列物质的化学式(B写主要成分):A　　　　、B　　　　、C　　　　、D　　　　、E　　　　。 (2)写出反应③和⑤的离子方程式:③　 ,⑤　 。 
答案:(1)Fe　Fe2O3　Fe3O4　Cu　H2
解析:结合B、C的颜色及与CuCl2、稀盐酸反应的性质可推知A为Fe。
合作探究·释疑解惑
探究任务1 铁与水蒸气的反应
问题引领1.铁匠师傅打铁时,将烧红的铁块放入冷水中,会听到“嗤”的一声,同时看到水面上冒出一段“白烟”,这个过程中发生了什么化学反应?提示:高温下铁与水反应生成四氧化三铁和氢气。
2.铁与水蒸气可以反应,为什么在日常生活中可以用铁壶烧水?提示:铁与冷水、热水均不易反应,只有在高温下才能与水蒸气发生反应,所以可以用铁壶烧水。
归纳提升铁与水蒸气的反应
典型例题【例题1】 某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)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　　　　处的酒精灯(或酒精喷灯),点燃E处酒精灯之前应进行的操作是　 。 
答案:(1)产生水蒸气
(2)吸收未反应的水蒸气(3)黑色固体变为红色,右端管壁有水珠生成(4)A　收集H2,并检验其纯度
解析:(1)根据Fe与H2O(g)反应可知A的作用是提供H2O(g)。(2)D的作用是除去未反应的水蒸气,干燥H2。(3)E中反应为H2+CuO Cu+H2O,故黑色粉末变红,同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。(4)应先点燃A处酒精灯,若先点燃B处酒精喷灯,B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe3O4,点燃E处酒精灯前要先检验H2的纯度。
忽视装置里空气与铁粉反应,导致先点燃B处酒精喷灯。
【变式训练1】 1.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物所得溶液有颜色
答案:C解析:在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰,A项正确;试管a中生成的黑色固体为四氧化三铁,B项正确;铁不能与冷水、热水反应,在高温下与水蒸气反应,C项错误;用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,溶液带有颜色,D项正确。
2.在一定条件下用普通铁粉与水蒸气反应可以得到铁的氧化物。用氢气还原该氧化物可生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很强的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用下图所示的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 ml·L-1盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
回答下列问题:(1)实验进行时,试管A中应加入的试剂是　　　　　　　　;烧瓶B的作用是　　　　　　　　;烧瓶C的作用是　　　　　　　　;在试管D中收集到的是　　　　。 (2)实验时,U形管G中应加入的试剂是　　　;分液漏斗H中应加入　　　　　　　　　　。 (3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是　　　　(填该仪器对应的字母)。 
(4)试管E中发生反应的化学方程式是　　　　　　　。 (5)为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须　　　　　　　　　　　　;E管中的反应开始后,在F出口处应　　　　。 
答案:(1)普通铁粉(或铁粉)　作为水蒸气发生器　防止倒吸(或用作安全瓶)　氢气(2)碱石灰(或固体NaOH、无水CaCl2等)　6 ml·L-1盐酸(3)ABE
(5)检验氢气的纯度　点燃氢气解析:首先分析两套装置的特点,有水槽和倒扣小试管的一套显然是反应生成了氢气,该装置用于实现铁粉与水蒸气的反应,则另一套用于“引火铁”的制取。
探究任务2 Fe(OH)2的常用制备方法问题分析
问题引领取一支试管向其中加入少量的FeSO4溶液,然后加入NaOH溶液,观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后转变为红褐色。1.白色沉淀为什么会迅速变成灰绿色,最后转变为红褐色?提示:最初生成的白色沉淀是Fe(OH)2,在空气中会被迅速氧化,灰绿色是Fe(OH)2和Fe(OH)3混合物的颜色,最后完全氧化为红褐色的Fe(OH)3。
2.在制备Fe(OH)2时,为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下?提示:用新制的FeSO4溶液是防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。3.在实验中,若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,除使用新制FeSO4溶液外,还应创造一个怎样的反应环境?提示:因为Fe(OH)2易被氧化而发生颜色变化,故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。
归纳提升实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应:Fe2++2OH-══Fe(OH)2↓。因为Fe(OH)2易被氧化,为了能较长时间观察到Fe(OH)2的颜色,在实验时常采用以下方法。
方法一:①取新配制的FeSO4溶液(不含Fe3+)2 mL放入试管中,在酒精灯下微热,赶出溶液中的氧气;②立即向试管中加入1 mL植物油,避免溶液与空气直接接触;③在上述试管中用特制的长滴管迅速将煮沸过的NaOH溶液滴入下层溶液中(或直接加NaOH固体2~3粒),轻轻振荡(注意:不要破坏油膜),可观察到白色Fe(OH)2沉淀生成,并能保存较长时间。
典型例题【例题2】 下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L-1的稀硫酸,其他试剂任选。
请回答下列问题:(1)装置B中盛有一定量的NaOH溶液,装置A中应预先加入的试剂是　　　　,装置A中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)实验开始时应先将活塞a　　　(填“打开”或“关闭”)。 (3)简述制取Fe(OH)2的操作过程:  　。 (4)实验完毕,拔去装置B中的橡胶塞,放入一部分空气,此时装置B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　。 
答案:(1)铁屑　Fe+2H+══Fe2++H2↑　(2)打开　(3)关闭活塞a,使FeSO4溶液压入装置B中进行反应(4)4Fe(OH)2+2H2O+O2══4Fe(OH)3
解析:(1)题图中装置A的作用是产生H2,利用H2赶走整个装置中的空气,降低Fe2+被氧化的速率,以便能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,故装置A中应预先加入的试剂为铁屑:Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑。(2)实验开始时打开活塞a,装置A中产生的H2沿导管进入装置B,赶走装置中的空气。(3)关闭活塞a,气体不能逸出,压迫装置A中的液体通过导管进入装置B,FeSO4与NaOH混合产生Fe(OH)2白色沉淀。(4)实验完毕拔去装置B的橡胶塞,空气进入装置B,O2与Fe(OH)2发生反应,使Fe(OH)2转化为Fe(OH)3红褐色沉淀。
防止Fe(OH)2氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除蒸馏水中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如植物油等。
【变式训练2】 1.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)A.①②B.①③C.②③D.①②③
答案:B解析:因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中,③中液面上加植物油阻止了空气进入;②由于能接触到空气中的O2,故不能较长时间观察到白色沉淀。
2.下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是(　　)A.在Fe2(SO4)3溶液中加入过量的铁粉,过滤,在滤液中加入过量的NaOH溶液B.将铁粉与稀硫酸充分反应,然后加入过量的氨水C.在FeCl2溶液上加一层植物油,然后将滴管插入FeCl2溶液液面以下,慢慢滴加NaOH溶液(溶液中不能有气泡,配制FeCl2溶液和NaOH溶液的蒸馏水必须加热煮沸)D.在生成Fe(OH)3的悬浊液中加过量的铁粉答案:C
解析:必须防止Fe(OH)2被氧化,应采取隔离措施(如加植物油等),同时在配制烧碱和Fe2+溶液时,也不能用含有氧气的蒸馏水。