3.1.1 铁的单质（自主学案）-2021-2022学年高一化学同步学习高效学与练（人教版2019必修第一册）

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2021-2022 学年高一化学同步学习高效学与练（自主学

案）

第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

第1课时铁的单质

课程学习目标

1．了解单质铁的性质及用途。

2．通过实验认识铁单质与水蒸气的反应的条件，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识。

学科核心素养

1．通过对“铁及其氧化物”的学习，培养化学服务社会的责任意识。

2．通过对“铁单质与水蒸气反应”的学习，培养宏观辨识和微观探究的能力。

【知识回顾】

1．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。

__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 ＋ 2O 2===== Fe 3O4。__

2．将几滴 FeCl3饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中，继续加热至液体呈红褐色，停止加热。

所得液体即为氢氧化铁胶体。

反应方程式： FeCl 3＋ 3H 2O ===== Fe(OH) 3( 胶体 ) ＋ 3HCl

【新知学习】

一．铁的单质

1.铁元素在自然界中的存在形态

(1)人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。陨铁中的铁以单质形态存在。

(2)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。

(3)铁矿石的主要成分是 Fe 2O3 ，丹霞地貌的岩层因含 Fe 2O3 而呈红色。

2．铁的应用历史

(1)我国在__春秋__初年就掌握了冶铁技术。__战国__中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。

(2)现代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。

化学方程式为 3CO ＋ Fe 2O3===== 2Fe ＋ 3CO 2 。

3．物理性质

纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为 1 535℃，沸点为 2 750℃。纯铁的抗蚀力很强，它有良好的

延展性、导热性和导电性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引。

二．铁单质的化学性质

1.与非金属单质反应

(1)与O2反应

点燃(化学方程式)：3Fe ＋ 2O 2=====Fe3O4；现象：剧烈燃烧，火星四射。

常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为 Fe2O3·xH2O。

(2)与Cl2反应(化学方程式)：2Fe ＋ 3Cl 2=====2FeCl3；现象：剧烈燃烧，棕红色烟。

注意：铁在氯气中燃烧，只生成 FeCl3，与反应物量比无关。

(3)与S反应(化学方程式)：Fe ＋ S ===== FeS 。

氧化性：Cl2 > S，铁与 Cl2反应被氧化为＋3价，与 S反应被氧化为＋2价。

2.与水反应

常温下，铁与水是不反应的。

但高温下可与水蒸气反应(化学方程式)：3Fe ＋ 4H 2O(g) ===== Fe 3O4＋ 4H 2。

实验装置

操作现象用火柴点燃肥皂液，听到__爆鸣__声，证明生成了__H2__实验中湿棉花的作用是提供水蒸

气。

实验结论在高温下，铁能与水蒸气反应生成 H2，化学方程式为__3Fe ＋ 4H 2O(g) ===== Fe 3O4＋

4H2__。

3.与酸反应

与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：Fe ＋ 2H ＋

== =Fe 2

＋

＋ H 2↑。

4.与盐溶液反应

(1)置换反应

与CuSO4溶液反应(离子方程式)：Fe ＋ Cu 2

＋

== =Fe 2

＋

＋ Cu 。

(2)与FeCl3溶液反应(离子方程式)：Fe ＋ 2Fe 3

＋

== =3Fe 2

＋

。

【总结】

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(如氯气等)反应，铁原子则失去 3

个电子生成＋ 3

价铁的化合物。

(3)红热的铁能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。化学方程式：3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2。

三．铁单质的冶炼

铁单质冶炼的原理就是利用还原剂将铁从矿石中还原出来。

如高炉炼铁：

(1)设备：炼铁高炉；原料：铁矿石、焦炭、空气等。

(2)主要反应

①还原剂的生成。

a．生成 CO2：C＋O2=====CO2

b．生成 CO：CO2＋C=====2CO

②铁的生成：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2

【知识进阶】

【知识误区】

（1）误认为 Fe 与Cl2反应的产物可能为 FeCl2或FeCl3。Fe 与Cl2反应的产物是 FeCl3，与 Cl2量的多少无关，反

应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋只能在溶液中进行。

（2）误认为 Fe 与酸的反应都是置换反应。Fe 与非氧化性酸的反应是置换反应，生成盐和H2，与氧化性酸(如

HNO3、浓H2SO4)的反应不是置换反应，不能生成 H2。

【效果检测】

1．（2020·忻城县高级中学高一期末）下列叙述正确的是(　　)

A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属

B．铁在硫蒸气中燃烧生成 Fe2S3

C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化

D．足量的铁在氯气中燃烧生成 FeCl2和FeCl3

【答案】C

【解析】

A. 在冶金上，把铁归为黑色金属，但纯铁为银白色，故A不选；

B. 铁在硫蒸气中燃烧生成 FeS，故B不选；

C. 由于纯铁不易形成原电池，所以纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化，故C选；

D. 铁在氯气中燃烧只生成 FeCl3，不会生成 FeCl2，故D不选。

故选 C。

【点睛】

铁在氯气中燃烧只能生成 FeCl3，即使铁过量，过量的铁也不会和生成的 FeCl3生成 FeCl2，铁和 FeCl3生成 FeCl2

的反应需要在溶液中进行。

2．有关铁的叙述中不正确的是（）

A．铁能被磁铁吸引 B．人体的血红蛋白中含有铁元素

C．在空气中能剧烈燃烧 D．铁能与水蒸气反应

【答案】C

【解析】

A.铁能被磁铁吸引，A项说法正确；

B. 人体的血红蛋白中含有铁元素，B项说法正确

C. 铁在氧气中能剧烈燃烧，在空气中不燃烧。故C项错误；

D. 铁能与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，故D说法正确；

故答案为C。

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

【答案】B

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