高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课文配套课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课文配套课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇素养初探，课堂篇素养提升，素养目标，铁的氧化物，铁的氢氧化物等内容，欢迎下载使用。

1.了解单质铁的还原性,一定条件下能与非金属单质、酸和某些盐反应,初步学会根据铁与水蒸气反应的原理,Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备方法,设计实验装置,培养科学探究与创新意识。2.能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质,基于实验事实书写铁与水蒸气反应的方程式,形成宏观辨识与微观探析的意识。3.通过实验探究铁的氧化物、铁的氢氧化物的化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,形成证据意识。4.了解铁元素在自然界的存在形态、与人体健康的关系,体会化学对人类生活的重要意义。从我国古代应用铁的化学史感受中华民族在科技发展进程中的贡献,增强科学态度与社会责任。
【知识铺垫】1.铁生锈的条件是与水、空气同时接触。2.光亮的铁丝在空气中能否燃烧?铁丝在纯氧中燃烧的现象如何?请写出相应的化学方程式。提示 铁丝在空气中不能燃烧。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。3Fe+2O2 Fe3O4。3.铁与盐酸、CuSO4溶液发生反应的离子方程式分别为Fe+2H+ === Fe2++H2↑,Fe+Cu2+ === Fe2++Cu。4.钠与冷水剧烈反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O === 2NaOH+H2↑。
【必备知识】一、铁元素概述1.自然界中的铁:既有单质(陨铁中的铁单质)形态又有化合物(矿石中+2、+3价铁的化合物)形态。2.含量:铁在地壳中含量居第四位,仅次于氧、硅、铝。3.开发利用:春秋初年我国已掌握了冶铁技术。工业炼铁原理(以Fe2O3为例)是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。
二、铁的单质1.物理性质铁有延展性、导热性、导电性,但其导电性不如铜和铝,铁还能被磁铁吸引。其熔、沸点较高,熔点:1 535 ℃、沸点:2 750 ℃。密度:7.86 g·cm-3。【微思考】你能用一种最简单的方法分离铁粉和铜粉的混合物吗?提示 可以用磁铁吸引法分离。
2.化学性质(1)铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应:
①与非金属单质(O2、Cl2等)反应,如Fe与Cl2反应:2Fe+3Cl2 2FeCl3。②与盐酸、稀硫酸反应:Fe+2H+ === Fe2++H2↑(离子方程式)。③与某些盐反应,如Fe与CuSO4溶液反应:Fe+Cu2+ === Fe2++Cu(离子方程式)。
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应:
【情境链接】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反应,所以可以用铁壶烧水。
【情境链接】杜甫是唐代伟大诗人,他的代表作之一——《自京赴奉先县咏怀五百字》中有句千古名句:“朱门酒肉臭,路有冻死骨。”这里为何称为“朱门”呢?提示 古代王公贵族的住宅大门用氧化铁漆成红色,表示尊贵,称为“朱门”,后来借指豪富人家。
【自我小测】1.判断正误:(1)Fe与H2O(g)反应生成Fe2O3和H2。(　　)(2)铁有多种氧化物,且均为黑色固体。(　　)(3)Fe3O4中的Fe化合价有+2和+3价,Fe3O4为混合物。(　　)(4)Fe(OH)2和Fe(OH)3均为弱碱,均与盐酸反应生成盐和H2O。(　　)(5)Fe(OH)2易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe(OH)3。(　　)答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2.指南针是我国的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是(　　)A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe答案 C解析 Fe3O4具有磁性,俗称磁性氧化铁,铁是能被磁化的物质,本身没有磁性。
【问题探究】【实验探究】在两支试管里分别加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液,观察并记录现象。
思考探究下列问题:1.两试管中有什么现象?久置于空气中又有什么现象?提示 甲中生成红褐色沉淀,久置不变色;乙中生成白色沉淀,且沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后有红褐色物质生成。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溶液是为了防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是为了防止生成的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易被氧气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。
【深化拓展】Fe(OH)2的制备方法创新(1)有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4,因其密度大于水),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如图1所示。
(2)还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐溶液与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如图2所示。
【素能应用】典例如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L-1的硫酸,其他试剂任选。
填写下列空白:(1)B中盛一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是　　　　,A中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)实验开始时先将止水夹E　　　　(填“打开”或“关闭”),C中收集到气体的主要成分是　　　　。 (3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)拔去装置B中的橡皮塞,使空气进入,写出有关反应的化学方程式:  　。 
答案 (1)铁屑　Fe+2H+ === Fe2++H2↑(2)打开　H2(3)关闭止水夹E,使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3解析 实验开始时先打开E,让H2把A、B装置中的空气排出,让Fe(OH)2在H2气氛中生成,以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭E,A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B瓶与NaOH反应。空气进入装置B后,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。
变式训练下列图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)
A.①②③④B.只有①③④C.只有①②④D.只有②③④
答案 C解析 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样,都是先用氢气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由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。④中上层的植物油阻止了空气与生成的Fe(OH)2沉淀接触。
规律方法制备Fe(OH)2的关键制备Fe(OH)2的关键是降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。可采用的方法:(1)采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2+易被空气中的氧气氧化成Fe3+);(2)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中的氧气);(3)将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使Fe(OH)2与空气隔离];(4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小,而又不溶于水的有机溶剂)。
1.下列变化中,加入铁粉不可能实现的是(　　)A.Ag+→AgB.H2O(g)→H2C.H+→H2D.Fe(OH)2→Fe(OH)3答案 D解析 铁粉具有还原性,能与Ag+、H2O(g)、H+发生置换反应,而Fe(OH)2→Fe(OH)3中,Fe(OH)2被氧化。
2.下列有关说法不正确的是(　　)A.Fe3O4为磁性氧化铁,其中铁的化合价为+2和+3价B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物,均与盐酸反应C.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性D.Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定答案 C解析 Fe(OH)2具有较强的还原性,易被氧化。
3.下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是(　　)A.氢氧化亚铁易被空气氧化B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸答案 B解析 氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,故A正确;氢氧化亚铁为白色絮状沉淀,不是灰绿色,故B错误;氢氧化亚铁的制备要隔绝空气,可将氢氧化钠滴入硫酸亚铁溶液中,故C正确;氢氧化钠溶液预先煮沸可以将其中的空气排净,故D正确。
4.根据下列流程图回答问题。
(1)写出F的化学式:　　　　,H的化学式:　　　　。 (2)写出由E转变成F的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 (3)向B溶液中加入A的有关离子反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)写出A在一定条件下与水反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。