《高一化学必修第一册精品讲义（新教材人教版）》课时3.1 铁的单质

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铁的单质

【学习目标】

1、了解铁在自然界中的存在形态及冶炼方法

2、掌握铁的物理性质和化学性质

【主干知识梳理】

一、铁的物理性质及铁元素的存在

1、铁的物理性质：铁是一种有金属光泽的银白色金属，有良好的导热性和延展性。铁能导电，但其导电性不如

铜和铝。密度是 7.68g·cm－3，熔点是 1535℃，沸点是 2750℃，粉末为黑色。铁属于重金属、黑色金属、常见

金属。铁能被磁铁吸引

2、铁元素在自然界的存在形态——游离态和化合态均有

(1)像陨铁中的铁那样以单质形态存在

(2)以＋ 2

价和＋ 3

价化合物的形态存在，铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位

二、铁的化学性质:铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且 Fe3+比Fe2+稳定。

在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应

① 铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去 2

个电子生成＋ 2

价铁的化合物

② 铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去 3

个电子生成＋ 3

价铁的化合物

1、Fe 与非金属反应

(1)Fe 与O2的反应：3Fe＋2O2=====Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体)

(2)Fe 在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3 (产生棕黄色的烟)

(3)Fe 与硫的反应：Fe＋S FeS

2、Fe 与水蒸气的反应

装置Ⅰ 装置Ⅱ

实验装置

操作及现象用小试管收集一试管气体，点燃，听

到轻微的“噗”声，证明生成了氢气

用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证

明生成了氢气

实验结论红热的铁能与水蒸气反应，化学方程式：3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2

【微点拨】

① 铁与水蒸气的反应实验中，湿棉花的作用是加热时可产生水蒸气，与铁粉反应生成氢气

② 铁与水蒸气反应，日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反

应

③常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里的 O2等共同作用下，铁易被腐蚀

3、Fe 与酸的反应

(1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑

(2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应

【微点拨】常温下，铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象，即：浓硫酸、浓硝酸将铁的表面氧化成一层致密

的氧化物薄膜，这层莫阻止了酸与内层金属的进一步反应。但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应

①少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O

生成的 Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2

②过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

③少量的铁与浓硝酸共热：Fe＋6HNO3(浓) Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O

4、与盐溶液反应：

(1)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu

(2)与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+

【即学即练 1】

1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)自然界中不存在单质铁(　　)

(2)Fe 与热水发生反应生成 Fe2O3(　　)

(3)铁和稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(　　)

(4)铁和氯气反应：Fe＋Cl2=====FeCl2(　　)

(5)地壳中含量最高的金属元素是铁(　　)

2、市售的食品包装中常带有一小包铁粉，并标有“吸氧剂”字样，这是利用了铁粉的(　　)

A．氧化性 B．还原性 C．吸水性 D．导电性

3、铁在一定条件下分别与 O2、水蒸气反应的相同产物是(　　)

A．FeO　　　 B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3

4、等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比

是(　　)

A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3

5、把足量的铁粉投入到稀盐酸和氯化铜的混合溶液中，充分反应后，残余固体的质量与原来加入的铁粉质量相

等，则原溶液中 H＋和Cl－的物质的量之比为(　　)

A．1︰4 B．1︰7 C．1︰8 D．2︰5

6、下列有关金属及其化合物的说法正确的是(　　)

A．钠在空气中燃烧生成白色固体 Na2O2 B．过量铁粉在氯气中燃烧，可以生成 FeCl2

C．铁在高温下与水蒸气反应生成 Fe3O4和H2 D．铁在潮湿的空气中不发生任何反应

7、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所得溶液有颜色

三、铁的冶炼：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

1、设备：炼铁高炉

2、原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等

3、主要反应

(1)还原剂的生成

①生成CO2：C＋O2=====CO2

②生成CO：CO2＋C=====2CO

(2)铁的生成：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2

(3)炉渣的形成

CaCO①3=====CaO＋CO2↑

CaO② ＋SiO2=====CaSiO3

【课后作业】

1、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

2、下列关于铁与水蒸气反应的叙述不正确的是(　　)

A．是氧化还原反应 B．铁是还原剂 C．需在高温条件下进行 D．产物是氧化铁和氢气

3、下列氯化物，不能用单质直接反应制得的是(　　)

A．CuCl2 B．FeCl2 C．NaCl D．HCl

4、高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是(　　)

A．焦炭和一氧化碳都是还原剂 B．采用富氧空气可以得到纯铁

C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2 D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿

5、已知钠、铁都能与水反应，下列叙述不正确的是(　　)

A．它们反应的难易程度不同 B．它们反应的产物不完全相同

C．都需在高温条件下进行 D．反应类型都是置换反应

6、铁在一定条件下与 Cl2、O2、S反应的产物分别为 FeCl3、Fe3O4、FeS，下列有关说法正确的是(　　)

A．三种非金属单质中，S的氧化性最弱 B．等量的铁分别与 Cl2、O2、S反应，转移的电子数相等

C．反应生成的三种产物都只具有氧化性 D．反应生成的三种产物都是易溶于水的固体

7、下列有关实验现象的叙述中，不正确的是(　　)

A．氢气在 Cl2中燃烧，发出苍白色火焰 B．铁丝在Cl2中燃烧，产生棕褐色的烟

C．钠在Cl2中燃烧，产生棕黄色的烟 D．铜丝在Cl2中燃烧，产生棕黄色的烟

8、下列说法不正确的是(　　)

A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁 B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应

C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂

9、下列金属单质中，能从CuSO4溶液中置换出铜的是(　　)

A．汞 B．银 C．钠 D．铁

10、下列反应能通过置换反应生成铁的是(　　)

①Zn＋FeCl2(溶液)　 ②Na＋FeSO4(溶液) ③Fe2O3＋CO(高温)　 ④Fe3O4＋H2(高温)

A．①③④　　　B．①②③ C．①④ D．①②③④

11、用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的 CuO 反应制取单质铜，有人设计了以下两种方案：

Fe①H2Cu， ②CuO CuSO4Cu

若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为(　　)

A．一样多 B．①多 C．②多 D．无法判断

12、现有四种黑色粉末，分别为 MnO2、CuO、炭粉、铁粉，只需加入一种试剂并进行适当的操作就可以将它们

区分开，这种试剂是(　　)

A．氢氧化钠溶液 B．浓盐酸 C．稀硫酸 D．稀盐酸

13、铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了 32 g，则参加反

应的铁粉的物质的量是 (　　)

A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．2 mol

14、若0.1 mol 某单质与足量的硫充分反应，生成物的质量比该单质的质量增加了 1.6 g，则组成这种单质的元

素不可能是(　　)

A．Ag B．Fe C．Na D．K

15、在浓度均为6 mol·L－1的盐酸和硫酸各100 mL 溶液中，分别加入等质量的铁粉，充分反应后生成气体体积

比为 2︰3，则加入铁粉的质量是(　　)

A．11.2 g B．25.2 g C．16.8 g D．33.6 g

16、用如图所示装置进行Fe 与水蒸气反应的实验,下列有关说法不正确的是　(　　)

A．装置A的作用是持续不断地为实验提供水蒸气

B．装置B中反应的化学方程式是 2Fe＋3H2O(g)===== Fe2O3＋3H2

C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰

D．点燃 D处的气体前必须检验气体的纯度

17、A、B、C是中学化学中常见的单质，A是金属单质，B、C是气体单质。甲、乙两化合物在常温下分别为

黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如图所示。

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