高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物导学案及答案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物导学案及答案，共17页。学案主要包含了 铁，铁的重要化合物等内容，欢迎下载使用。

01自学导引 02知识精讲 03对点精练 04易错辨析
05基础测评 06能力提升
自学导引
阅读教材64页——70页，填空。
1、人类最早使用的铁，是来自太空的 陨铁 。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 单质 形态存在，但主要是以+2价和+3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。
2、我国目前发现最早的人工治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治铁技术。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。如高炉炼铁
3、铁在成人体中的含量为4～5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的铁化合物主要分为两类，即 功能性 铁和 储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。
4、氧化铁的用途 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 。
一、 铁
1、铁元素存在形式
铁元素在地壳中含量居第4位，居金属元素第2位。分布在地壳中的铁只有化合态(主要
是+2和+3价)，游离态的铁只存在于陨石中。
2、物理性质：
探究：初中及高中的学习，你学过哪些关于铁的性质？
3、化学性质
（1） 铁与非金属单质反应
点燃
= 1 \* GB3 ① 与O2反应：现象： 剧烈燃烧，火星四射 。
化学方程式：3Fe + 2O2 ==== Fe3O4 。
= 2 \* GB3 ② 铁与S反应：Fe + S === FeS 。
= 3 \* GB3 ③ 铁与Cl2反应：2Fe + 3Cl2 === 2FeCl3 。
（2） 铁与酸(如稀HCl、稀H2SO4等)的反应
离子方程式： Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑。
（3） 铁与盐溶液的反应
高温
与CuSO4溶液反应：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu。
（4） 铁在高温下与水蒸汽反应：3Fe + 4H2O(g) ==== Fe3O4 + 4H2 。
【疑难探究】
教材实验【3-3】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶出非液观察并记录现象。
实验【3-4】在盛有2 mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水 ，又发生了什么变化?
【疑难探究】
教材实验【3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。
加入碱，产生红褐色沉淀； 另一支试管中加入碱，现象：先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。
【疑难探究】
教材70页探究
正误判断(对的打“”，错的打“ｘ”)
【答案】1．错误2．错误3．正确4．错误5．正确6．错误7．错误8．错误9．正确10．错误
知识精讲
一、铁的分类
二、铁的重要化合物
1、铁的氧化物
2、铁盐和亚铁盐
3、铁的氢氧化物
4、制备Fe(OH)2 时注意事项：
方法一：利用图甲装置
原理：试管中是新制FeSO4溶液，（要加入铁粉，目的防止Fe2+被氧化）
滴管中是NaOH溶液，该溶液要煮沸，目的除去溶液中的O2 ；
滴管插入液面下，其原因是防止生成的Fe(OH)2被氧化。
现象：产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
方程式：FeSO4 + 2NaOH == Fe(OH)2↓+ Na2SO4
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3
措施：可在液面上加一层苯或植物油，目的：隔绝空气
方法二：利用图乙装置
原理：打开K，利用A中反应生成的氢气排除整个装置中的空气，当检验B出口处氢气已纯时，再关闭K，A中产生的氢气将生成的FeSO4溶液排入B中，两溶液混合后反应生成Fe(OH)2
对点精练
1．下列各化合物不能由单质之间直接化合的是
A．Na2OB．Na2O2C．FeCl2D．FeCl3
【答案】C
【解析】A．Na与氧气常温反应直接化合生成氧化钠，A不符合题意；
B．Na与O2点燃条件下直接化合生成过氧化钠，B不符合题意；
C．Fe与Cl2点燃条件下直接化合生成氯化铁，而不是氯化亚铁，C符合题意；
D ．Fe与Cl2点燃条件下直接化合生成氯化铁，D不符合题意；
故选C。
2．下列关于和说法正确的是
A．和都是黑色固体B．中和价铁的比例为
C．铁与水蒸气反应生产D．又称为磁性氧化铁
【答案】D
【解析】A．是红棕色固体，故A错误；
B．中和价铁的比例为，故B错误；
C．铁与水蒸气反应生产，故C错误；
D．具有磁性，俗称磁性氧化铁，故D正确；
故答案为：D。
3．下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中，正确的是
A．Fe2+的水溶液为浅绿色
B．Fe3+的水溶液为红褐色
C．Fe3+具有还原性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性
D．Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液，立即出现红色沉淀
【答案】A
【解析】A.Fe2+的水溶液为浅绿色，故A正确；
B.Fe3+的水溶液为黄色，氢氧化铁沉淀或胶体才是红褐色，故B错误；
C.Fe3+是铁元素的高价状态，具有强氧化性，故C错误；
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液，溶液立即出现红色，而不是沉淀，故D错误；
故选A。
4．下列各图示中能较长时间观察到的是
A．①②③B．①②④C．①②③④D．②③④
【答案】B
【解析】①稀硫酸和铁粉生成H2，氢气排除了装置中的空气，在滴加氢氧化钠溶液，可以观察到白色沉淀；
②稀硫酸和铁粉生成H2，打开a止水夹，氢气排除了装置中的空气，过一段时间关闭a止水夹，A中生成硫酸亚铁的试管压强增大，将硫酸亚铁压如B试管，可以观察到白色沉淀；
③与空气直接接触，Fe(OH)2迅速被空气氧化成灰绿色最终变成红褐色的Fe(OH)3，不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；
④在硫酸亚铁溶液上面加苯液封，隔绝空气，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；
综上所述，①②④符合题意；
故选B。
易错辨析
(1)Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。
(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
(3)铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
(4)Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。
(5)在一定条件下，Fe3O4与盐酸反应可生成两种盐，即：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。
(6)FeO、Fe3O4遇到氧化性酸(如HNO3)可生成Fe3＋。
(7)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。
(8)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体eq \(――――――→,\s\up10(稀硫酸溶解),\s\d10(a))溶液eq \(――――――――→,\s\up10(酸性KMnO4溶液),\s\d10(b))紫红色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
基础测评
1．下列物质的转化，不能由一步反应实现的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】A．工业制纯碱，利用饱和食盐水与氨气、二氧化碳发生反应先直接生成碳酸氢钠和氯化铵，A不符合题意；
B．氢氧化钙可与碳酸钠发生复分解反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，B不符合题意；
C．氧化铜为碱性氧化物，不溶于水，也不能直接反应生成氢氧化铜，C符合题意；
D．铁与氯气在点燃条件下发生反应生成氯化铁，D不符合题意；
故选C。
2．下列有关铁及其化合物的说法不正确的是
A．铁是一种银白色金属
B．铁在常温下与水不反应，但可在高温条件下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2
C．常温下，铁与浓硝酸、浓硫酸均不反应
D．铁在氯气中燃烧生成FeCl3，其溶于水形成的溶液呈棕黄色
【答案】C
【解析】A．纯铁具有金属的通性，为银白色金属，硬度不大，A正确；
B．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，铁在常温下与水不反应，B正确；
C．常温下，Fe与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，C错误；
D．氯气具有强氧化性，铁与氯气中燃烧生成氯化铁，溶于水形成的溶液呈棕黄色，D正确；
故选C。
3．下列反应中，能生成正三价铁的是
A．铁钉投入硫酸铜溶液中B．铁粉跟硫粉混合加热
C．铁屑加入稀硫酸中D．铁丝在氯气中燃烧
【答案】D
【解析】铁被强氧化剂氧化为Fe3+，被弱氧化剂氧化为Fe2+。A、C项中铁分别被Cu2+、H+被氧化为Fe2+，B中铁和硫粉反应生成FeS，D项中铁和Cl2反应生成FeCl3，答案选D。
4．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，下列叙述中正确的是
A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为Fe
D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物
【答案】C
【解析】A．铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)中Fe元素的化合价分别为+2，+2和+3，+3价，各不相同，A错误；
B．碱性氧化物与酸反应会生成相应的盐和水，FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应生成的是亚铁盐、亚铁盐和铁盐、铁盐，Fe3O4不属于碱性氧化物，B错误；
C．CO具有还原性，可在高温条件下将铁的三种氧化物还原为Fe，C正确；
D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，能写出化学式，所以四氧化三铁为纯净物，不是混合物，D错误；
故选C。
5．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】铁屑溶于过量的稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色沉淀，受热分解生成红棕色三氧化二铁，故答案为A。
6．实验室可用图装置制备。下列说法不正确的是
A．配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸
B．实验前可在溶液上面加一层煤油
C．得到的为红褐色固体
D．实验结束后的胶头滴管，要先用盐酸浸泡，再用水洗
【答案】C
【分析】如图，利用NaOH溶液与FeSO4溶液反应得到Fe(OH)2和Na2SO4，Fe(OH)2易被空气氧化。
【解析】A．和Fe(OH)2中铁元素呈+2，易被氧化，故配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸，除去水中溶解的氧气，A项正确；
B．实验前可在溶液上面加一层煤油，浮在水面上，可隔绝空气，B项正确；
C．得到的为白色固体，C项错误；
D．实验结束后的胶头滴管含碱性溶液，要先用盐酸浸泡，再用水洗，D项正确。
故答案选C。
7．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是
A．该溶液中一定含有SCN-B．氧化性：Cl2>Fe3＋
C．Fe2＋与SCN-不能形成红色物质D．Fe2＋被还原为Fe3＋
【答案】D
【分析】实验现象说明亚铁离子被加入的氯水氧化为三价铁离子，混合溶液变成红色，表明三价铁离子和硫氰酸根离子反应结合为血红色络合物。
【解析】A．能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN-，故A正确；
B．溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl-，故氧化性：Fe3＋