《鐵及其化合物（第一課時(shí)）》教案教學(xué)目標(biāo)：1．能從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)兩個(gè)角度說出鐵及其氧化物的化學(xué)性質(zhì)2．能用氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鐵的化學(xué)性質(zhì)，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用于解釋生產(chǎn)中簡單的化學(xué)問題，培養(yǎng)安全意識(shí)。3．能從我國古代應(yīng)用鐵的化學(xué)史感受中華民族在科技發(fā)展進(jìn)程中的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)文化自信。教學(xué)重點(diǎn)：從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的思想和方法模型教學(xué)難點(diǎn)：探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)教學(xué)過程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)1分26秒環(huán)節(jié)一介紹鐵的使用歷史教師介紹人類使用鐵的歷史教師介紹我國冶煉鐵的歷史15分環(huán)節(jié)二制備Fe2O3化學(xué)方法教師展示圖片，介紹地殼中鐵的含量、含鐵礦物。教師介紹Fe2O3的用途。學(xué)生任務(wù)用化學(xué)方法制備Fe2O3學(xué)生活動(dòng)1哪些途徑可以制備氧化鐵？從元素組成、從各類物質(zhì)的反應(yīng)關(guān)系圖中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化思考制備的可行性。點(diǎn)燃△3Fe+2O2===Fe3O4點(diǎn)燃△2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O由Fe在潮濕空氣中生銹，教師提出問題：鐵能否與水直接發(fā)生反應(yīng)？學(xué)生思考：從理論分析，鐵是否具備與水反應(yīng)的可能性？學(xué)生活動(dòng)2預(yù)測鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物，說出依據(jù)還原鐵粉FeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3黑色黑色紅棕色黑色白色紅褐色受熱不分解受熱不分解受熱不分解受熱不分解不穩(wěn)定500℃分解為Fe2O3學(xué)生活動(dòng)3如何檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物？利用學(xué)生已學(xué)的氫氣檢驗(yàn)方法。學(xué)生活動(dòng)4實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)有幾部分構(gòu)成？教師介紹固體與氣體反應(yīng)的裝置：水蒸氣的發(fā)生裝置、鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置、除去未反應(yīng)的水蒸氣的裝置、收集檢驗(yàn)氫氣的裝置。教師展示裝置圖：分析各儀器的作用學(xué)生觀看鐵與水蒸氣的實(shí)驗(yàn)視頻高溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱時(shí)試管內(nèi)鐵粉紅熱，點(diǎn)燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。高溫反應(yīng)原理：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2此反應(yīng)發(fā)生的條件和產(chǎn)物都說明Fe活潑性不強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵在常溫不與冷、熱水反應(yīng)，但能與水蒸氣反應(yīng)教師引導(dǎo)學(xué)生分析簡化裝置各部分作用。學(xué)生觀看視頻。任務(wù)小結(jié)：制備Fe2O3化學(xué)方法4分30秒環(huán)節(jié)三總結(jié)提升認(rèn)識(shí)鐵的化學(xué)性質(zhì)教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物質(zhì)類別，梳理鐵的化學(xué)通性：與非金屬單質(zhì)反應(yīng)（例如氯氣、氧氣等）、與非氧化性酸（例如稀鹽酸、稀硫酸等）反應(yīng)置換出氫氣、與某些鹽溶液反應(yīng)置換出不活潑的金屬單質(zhì)。請學(xué)生以鐵與氯氣、鹽酸、硫酸銅溶液反應(yīng)為例，從氧化還原角度分析鐵的作用和化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生思考產(chǎn)物中鐵元素化合價(jià)異同的原因。教師引導(dǎo)學(xué)生由Na、Fe與水反應(yīng)，歸納總結(jié)金屬與水反應(yīng)的規(guī)律。教師對學(xué)生進(jìn)行安全教育：活潑金屬著火，不能用水滅火，用沙土掩埋滅火4分45秒環(huán)節(jié)四預(yù)測、學(xué)習(xí)鐵的氧化物的性質(zhì)教師介紹三種氧化物的物理性質(zhì)學(xué)生活動(dòng)5請預(yù)測Fe2O3的化學(xué)性質(zhì)，說出依據(jù)教師展示教材P69方法導(dǎo)引，從類別、價(jià)態(tài)學(xué)習(xí)Fe2O3的化學(xué)性質(zhì)。教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用方法：從類別、價(jià)態(tài)認(rèn)識(shí)FeO、Fe3O4的化學(xué)性質(zhì)。2分環(huán)節(jié)五課堂小結(jié)課后作業(yè)某同學(xué)從食品袋里取出一包脫氧劑（主要成分是還原鐵粉），想要探究其是否還有脫氧能力，請你利用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)和方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并與同學(xué)討論。課后篇素養(yǎng)形成合格考達(dá)標(biāo)練1.有關(guān)鐵的氧化物的說法正確的是()A.Fe3O4是黑色固體,有磁性B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸C.FeO是堿性氧化物,可與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中鐵的化合價(jià)相同答案A解析Fe2O3能溶于酸,B錯(cuò)誤;FeO是堿性氧化物,但不能與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2,C錯(cuò)誤;FeO中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)、Fe2O3中鐵的化合價(jià)為+3價(jià)、Fe3O4中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià),D錯(cuò)誤。2.我國科學(xué)家參與研制的阿爾法磁譜儀已隨美國發(fā)現(xiàn)號航天飛船升入太空,開始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”的研究工作。根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)推測用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3答案C解析根據(jù)磁譜儀所用物質(zhì)具有磁性確定為Fe3O4。3.下列物質(zhì)的顏色和性質(zhì)或用途對應(yīng)不正確的是()選項(xiàng)物質(zhì)顏色性質(zhì)或用途AFe2O3紅棕色紅色油漆、涂料BFe(OH)2白色易被氧化成灰綠色,一段時(shí)間后有紅褐色物質(zhì)生成CFe(OH)3紅褐色受熱易分解生成紅棕色粉末DFeO黑色不穩(wěn)定,空氣中加熱生成Fe2O3答案D解析FeO不穩(wěn)定,空氣中加熱生成Fe3O4。4.在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述中不正確的是()A.生成物為氫氧化鐵B.該反應(yīng)是化合反應(yīng)C.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D.氫氧化亞鐵作氧化劑答案D解析白色氫氧化亞鐵沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,生成物是氫氧化鐵,故A正確;題述反應(yīng)符合化合反應(yīng)的特征,該反應(yīng)是化合反應(yīng),故B正確;該反應(yīng)中有元素化合價(jià)變化,是氧化還原反應(yīng),故C正確;在4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3中,氫氧化亞鐵作還原劑,O2作氧化劑,故D錯(cuò)誤。5.某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是()A.甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃,且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B.乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵C.丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中,加適量的水,加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)D.丁同學(xué)認(rèn)為試管中濕棉花的作用是產(chǎn)生水蒸氣答案C解析鐵與水蒸氣在高溫條件下可反應(yīng),與液態(tài)水加熱也不反應(yīng)。6.(2020浙江溫州“十校聯(lián)合體”期末聯(lián)考)下列物質(zhì)中,不能由金屬跟非金屬單質(zhì)直接化合得到的是()A.Na2O2 B.NaCl C.FeCl2 D.Fe3O4答案C解析過氧化鈉可由鈉和氧氣在加熱條件下直接化合得到;氯化鈉可由鈉和氯氣在加熱條件下直接化合得到;氯化亞鐵無法由金屬跟非金屬單質(zhì)直接化合得到,鐵和氯氣在加熱條件下會(huì)生成氯化鐵;四氧化三鐵可由鐵和氧氣在點(diǎn)燃條件下直接化合得到。7.(2020浙江臺(tái)州高一檢測)某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì),請回答下列問題:(1)A裝置的作用是,B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)D的作用是。

(3)E中的現(xiàn)象是。

(4)A、B兩個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃處的酒精(噴)燈,點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是。

答案(1)產(chǎn)生水蒸氣3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2)吸收未反應(yīng)的水蒸氣(3)黑色固體變?yōu)榧t色,右端管壁有水珠生成(4)A收集H2,并檢驗(yàn)其純度解析(1)B中進(jìn)行的反應(yīng)是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故A為提供水蒸氣的裝置。(2)D的作用是除去未反應(yīng)的水蒸氣,干燥H2。(3)E中反應(yīng)為H2+CuOCu+H2O,故黑色粉末變紅,同時(shí)硬質(zhì)玻璃管右端會(huì)有水珠生成。(4)應(yīng)先點(diǎn)燃A處,若先點(diǎn)燃B處,B中的Fe會(huì)與空氣中O2反應(yīng)生成Fe2O3;點(diǎn)燃E處酒精燈前要收集H2,檢驗(yàn)純度。等級考提升練8.(雙選)下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述中,不正確的是()A.鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是黑色的Fe2O3B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng),放出的氣體點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲C.鐵與水蒸氣的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)D.常溫下,Fe與H2O不反應(yīng),但在空氣中的O2、H2O共同作用下能發(fā)生反應(yīng)答案AC解析鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不純的H2在空氣中點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;常溫下,鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕,D項(xiàng)正確。9.鐵屑溶于過量稀硫酸,過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水,有白色沉淀生成,過濾,在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止,得到紅棕色殘?jiān)Ｉ鲜龀恋砗蜌堅(jiān)謩e是()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4答案B解析鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2,在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為+3價(jià),最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。10.(2020貴州貴陽高一檢測)下列敘述中正確的是()A.氫氧化鐵膠體是一種紅褐色沉淀B.氫氧化亞鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水C.氫氧化亞鐵在空氣中放置可轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵D.氫氧化亞鐵在空氣中加熱可分解生成氧化亞鐵和水答案C解析膠體是較穩(wěn)定的分散系,氫氧化鐵膠體不是沉淀,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氫氧化亞鐵溶于鹽酸生成氯化亞鐵,而不是氯化鐵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在空氣中,氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵,C項(xiàng)正確;在空氣中加熱,氫氧化亞鐵可分解,也會(huì)被氧氣氧化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.“秦磚漢瓦”是我國傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。同是由黏土燒制的磚瓦,有的是黑色的,有的卻是紅色的,你猜測其中的原因可能是()A.土壤中含有鐵粉、二氧化錳等B.黑磚瓦是煅燒過程中附著了炭黑,紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料C.土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煅燒,分別生成了黑色CuO和紅色CuD.土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煅燒,分別生成了黑色Fe3O4或FeO和紅色Fe2O3答案D解析黏土中含有鐵元素,在燒制磚瓦時(shí),與O2反應(yīng),生成氧化物,鐵元素的氧化物有3種,FeO與Fe3O4為黑色,Fe2O3為紅棕色,故D項(xiàng)正確。12.(2020陜西西安高一檢測)下列說法正確的是()A.把生鐵放置于潮濕的空氣中,鐵表面有一層紅棕色的斑點(diǎn),是生成了Fe(OH)3B.鐵表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化C.將試管①中鐵粉與水蒸氣加熱,試管②中肥皂水冒泡,說明鐵與水蒸氣在加熱條件下發(fā)生了反應(yīng)D.Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱鐵紅答案D解析紅棕色斑點(diǎn)是Fe2O3·xH2O,A錯(cuò)誤;鐵表面的氧化層疏松,不能阻止鐵的進(jìn)一步氧化,B錯(cuò)誤;因加熱試管①時(shí),試管①中氣體受熱膨脹,在試管②處也會(huì)有氣泡產(chǎn)生,所以試管②中肥皂水冒泡不能說明Fe與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng),C錯(cuò)誤。13.(雙選)中科院化學(xué)所研制的晶體材料——納米四氧化三鐵,在核磁共振造影及醫(yī)藥上有廣泛用途。其生產(chǎn)過程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2OFeOOH納米四氧化三鐵下列有關(guān)敘述不合理的是()A.納米四氧化三鐵具有磁性,可作為藥物載體用于治療疾病B.納米四氧化三鐵可分散在水中,它與FeCl3溶液的分散質(zhì)粒子直徑大小相等C.反應(yīng)①屬于氧化還原反應(yīng)D.反應(yīng)②的化學(xué)方程式是6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2答案BC解析納米四氧化三鐵為磁性納米晶體材料,可作為藥物載體用于疾病的治療,A項(xiàng)正確;納米四氧化三鐵分散在適當(dāng)?shù)姆稚┲行纬傻姆稚⑾祵儆谀z體,不同于溶液中溶質(zhì)粒子的直徑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①生成FeOOH,化合價(jià)未發(fā)生改變,所以不是氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由制備過程可知,反應(yīng)②的反應(yīng)物為FeOOH和CO,由一種生成物為Fe3O4和質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)為6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2,D項(xiàng)正確。14.(2020甘肅蘭州高一檢測)應(yīng)用下列裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下Fe與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。請回答該實(shí)驗(yàn)中的問題。(1)實(shí)驗(yàn)前必須對整套裝置進(jìn)行氣密性的檢查,操作方法是。

(2)圓底燒瓶中盛裝的是水,該裝置受熱后的主要作用是;燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是。

(3)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是。

(4)干燥管中盛裝的物質(zhì)可以是,作用是。

(5)如果要在A處玻璃管口處點(diǎn)燃該氣體,則必須對該氣體進(jìn)行,這一操作的目的是。

答案(1)將干燥管末端的導(dǎo)管浸入水中,用酒精燈火焰微熱燒瓶底部,如果能觀察到浸入水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出,停止加熱后,玻璃導(dǎo)管內(nèi)有水柱上升,且較長時(shí)間不回落,則表明該套裝置的氣密性良好(2)為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)持續(xù)不斷地提供水蒸氣防止暴沸(3)先點(diǎn)燃酒精燈,產(chǎn)生水蒸氣后,再點(diǎn)燃酒精噴燈(4)堿石灰除去產(chǎn)物H2中的水蒸氣(5)驗(yàn)純防止H2不純而發(fā)生爆炸解析(1)中學(xué)階段檢查裝置氣密性常用的方法有兩種:一是利用熱脹冷縮原理,二是利用氣壓原理。氣壓原理一般只有涉及液體時(shí)才能用得到,這里顯然是利用熱脹冷縮原理。(2)圓底燒瓶中盛裝的是水,該裝置受熱后的主要作用是為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)持續(xù)不斷地提供水蒸氣;給液體加熱時(shí)應(yīng)放入碎瓷片防止暴沸。(3)點(diǎn)燃順序要考慮實(shí)驗(yàn)的安全性和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,在本實(shí)驗(yàn)中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加熱的條件下反應(yīng),應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈,產(chǎn)生水蒸氣后,再點(diǎn)燃酒精噴燈。(4)干燥管中盛裝的物質(zhì)可以是堿石灰,作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣中的水蒸氣。(5)可燃性氣體在點(diǎn)燃之前必須驗(yàn)純,防止因氣體不純而引起爆炸。新情境創(chuàng)新練15.鐵是日常生活中最常見的金屬。某班同學(xué)在學(xué)習(xí)鐵的知識(shí)時(shí),有下列問題:問題1:鐵為何稱為黑色金屬?問題2:CuO在高溫下可分解為Cu2O和O2,Fe2O3在高溫下可分解為FeO和O2嗎?(1)對于問題1,同學(xué)們上網(wǎng)查找相關(guān)知識(shí),有兩種解釋:A.因?yàn)樵阼F的表面有黑色的鐵的氧化物,所以叫黑色金屬。B.因?yàn)殍F的粉末為黑色,鐵的氧化物也均為黑色,所以叫黑色金屬。①你認(rèn)為哪種說法正確?②若有一黑色粉末,你如何鑒別其是鐵粉,還是Fe3O4粉末?③若有一黑色粉末,為Fe和Fe3O4的混合物,你如何證明其中含有Fe3O4?(2)對于問題2,同學(xué)們準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,他們設(shè)想了兩種方法:A:將Fe2O3高溫灼燒,看灼燒前后顏色是否變化。B:將Fe2O3高溫灼燒,看灼燒前后質(zhì)量是否變化。①方法A中,如果高溫灼燒后顏色由紅棕色變?yōu)楹谏?說明Fe2O3確實(shí)發(fā)生了變化。能說明生成的一定為FeO嗎?說明理由。②方法B中,如果發(fā)