文档内容
第 09 讲 铁及其重要化合物
目录
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查铁及其化合物的性质与应用
高频考点2 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验
高频考点3 考查“铁三角”的转化及应用
高频考点4 考查氢氧化亚铁的制备
高频考点5 考查有关铁及其化合物的计算
高频考点6、考查铁及其化合物性质的实验探究
正文
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
知识点一 铁
1.存在及位置：
（1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿
（Fe O）、磁铁矿（Fe O）、菱铁矿（FeCO）、黄铁矿（FeS）等。
2 3 3 4 3 2
（2）位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的
变价金属元素。2.结构
3.铁的物理性质：银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。
4.铁的化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
（1）与非金属单质的反应
①与O 的反应：
2
常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe O。
2 3
点燃：3Fe＋2O=====Fe O。
2 3 4
②与Cl 的反应：2Fe＋3Cl=====2FeCl 。
2 2 3
③与S的反应：Fe＋S FeS。
④与I 的反应：Fe＋I FeI
2 2 2
（2）与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4HO(g)=====Fe O＋4H。
2 3 4 2
（3）与酸的反应
酸 化学方程式或现象
稀H 2 SO 4 Fe＋H 2 SO 4 ===FeSO 4 ＋H 2 ↑
Fe不足 Fe＋4HNO===Fe(NO)＋NO↑＋2HO
3 3 3 2
Fe过量 3Fe＋8HNO===3Fe(NO)＋2NO↑＋4HO
稀HNO 3 3 2 2
3
浓HNO、浓
3
常温下钝化
HSO
2 4
（4）与某些盐溶液反应
①与CuSO 溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
4
②与FeCl 溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
3【易错提醒】①Fe与Cl 反应无论用量多少都生成FeCl ，而Fe与盐酸反应生成FeCl 。
2 3 2
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe O，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe O。
2 3 3 4
③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl 、CuSO 、I 等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl 、Br 、
3 4 2 2 2
HNO、浓HSO 等)反应时被氧化为Fe3＋。
3 2 4
④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。
5.铁的冶炼
（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
（2）设备：高炉。
（3）主要反应：
①还原剂的生成：C＋O=====CO，CO＋C=====2CO；
2 2 2
②铁的生成：Fe O＋3CO=====2Fe＋3CO。
2 3 2
知识点二 铁的重要化合物
1．铁的氧化物
化学式 FeO Fe O Fe O
2 3 3 4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3
稳定性 不稳定 稳定 稳定
与H＋反应的离子 FeO＋2H＋=Fe2＋＋ Fe O ＋6H＋=2Fe3＋＋ Fe O ＋8H＋===Fe2＋
2 3 3 4
方程式 HO 3HO ＋2Fe3＋＋4HO
2 2 2
2.铁的氢氧化物
(1)Fe(OH) 是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH) ，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，
2 3
方程式为4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH) 。
2 2 2 3
(2)Fe(OH) 是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe O·xHO)，受热易分解，方
3 2 3 2
程式为 2Fe(OH) Fe O ＋3HO；制取 Fe(OH) 用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe3＋＋3OH－
3 2 3 2 3
===Fe(OH) ↓。
3
(3)二者之间的关系：在空气中，Fe(OH) 能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH) ，现象是白色絮状沉淀迅速
2 3
变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH) 。
2 2 2 3
【易错提醒】①Fe(OH) 与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH) ＋
2 2
10HNO=3Fe(NO)＋NO↑＋8HO。
3 3 3 2
②Fe(OH) 与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH) ＋6HI=2FeI
3 3 2
＋I＋6HO。
2 2(2)制法
①可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓或Fe2＋＋2NH ·HO===Fe(OH) ↓+2NH+。
2 3 2 2 4
注意：空气中，Fe(OH) 能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH) ，防止Fe(OH) 氧化的方法：
2 3 2
A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H、N、稀有气体等。
2 2
D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
E.常见的制备Fe(OH) 的装置：
2
说明：①②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) 处在氢气的保护中；③中
2
液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH) 白色沉淀。
2
②可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH) ↓或Fe3＋＋3NH ·HO===Fe(OH) ↓+3NH+。
3 3 2 3 4
3．亚铁盐
(1)Fe2＋的氧化性和还原性
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：
遇Br 、Cl、HO、NO(H＋)等均表现为还原性。
2 2 2 2
Fe2＋的酸性溶液与HO 反应的离子方程式：2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO。
2 2 2 2 2
(2)可水解
Fe(OH) 是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，
2
加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。
4．铁盐的性质及应用
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、HS、SO等均表现为氧化
2
性。
①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
(2)易水解：Fe(OH) 是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
3
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl 滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl ＋
3 33HO Fe(OH) (胶体)＋3HCl。
2 3
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。
③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释
至所需浓度。
④Fe3＋与HCO、[Al(OH) ]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
4
知识点三 Fe2＋和Fe3＋的检验
1．亚铁盐
(1)Fe2＋的氧化性和还原性
①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如
遇Br 、Cl、HO、NO(H＋)、MnO(H＋)等均表现为还原性。
2 2 2 2
②Fe2＋的酸性溶液与HO 反应的离子方程式：2Fe2＋＋2H＋＋HO===2Fe3＋＋2HO
2 2 2 2 2
③向FeSO 溶液中滴加酸性KMnO 溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋
4 4
Mn2＋＋4HO。
2
(2)可水解
Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液因水解呈酸性。
2．铁盐
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、HS等均表现为氧化性。
2
①Fe3＋与Cu反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
②Fe3＋与I－反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I。
2
(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。
(3)易水解：Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)Fe2＋的检验
方法1 ―――――――→无现象―――――――→溶液变红色，证明含有Fe2＋
――――――――→产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含
方法2
有Fe2＋
方法3 ―――――――――→生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
(2)Fe3＋的检验
方法1 ――――――――→溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2 ―――――――→产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
方法3 ―――――――――→生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋
(3)混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验a.――→溶液变血红色，说明含有Fe3＋
b.――→试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
②Fe2＋的检验
a.――→KMnO 溶液褪色，说明含有Fe2＋
4
b.――→溴水褪色，说明含有Fe2＋
c.――→生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋
【易错提醒】检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新
制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K[Fe(CN) ]溶液。
3 6
(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO 溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO ，有干扰)。
4 4
知识点四 “铁三角”的转化关系及其应用
(1)“铁三角”的转化
用离子方程式表现转化
①2Fe3＋＋HS===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
2
②2Fe3＋＋SO ＋2HO===2Fe2＋＋4H＋＋SO
2 2
③3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2HO＋NO↑
2
④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO
2
⑤2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO
2 2 2
(2)判断离子共存
Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存；
Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存；
Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。
(3)除杂
溶液 杂质 除杂方法
FeCl FeCl 加过量铁粉后过滤
2 3
FeCl FeCl 加氯水或HO
3 2 2 2
FeCl CuCl 加过量铁粉后过滤
2 2(4)盐溶液的配制与保存
(5)物质的制备
(6)铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图
说明：1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化；①碱性氧化物(Fe O 、FeO)都
2 3
能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧
化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查铁及其化合物的性质与应用
例1．（2022·江苏省平潮高级中学模拟预测）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A．铁粉具有还原性，可用作食品保存的抗氧化剂
B．纳米Fe O 能与酸反应，可用作铁磁性材料
3 4
C．FeCl 溶液呈酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
3
D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于自来水的消毒
【变式训练】（2022·江苏·模拟预测）下列关于铁及其化合物的性质与用途，不具有对应关系的是
A．Fe具有还原性，可用作食品抗氧化剂
B． 属于碱性氧化物，可用作粉刷墙壁的红色涂料
C． 具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂D． 胶体具有吸附性，可用作自来水厂的净水剂
高频考点2 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验
例2．（2021·上海静安区·高三一模）欲证明某稀溶液中含有Fe2+而无Fe3+，必要的实验操作及最佳顺序为
①滴加少量氯水②滴加足量碘水③滴加少量硫氰化钾溶液
A．①→③ B．③→② C．③→① D．①→②→③
【变式训练】（2021·上海奉贤区·高三二模）要证明某久置的 溶液中是否还含有 ，以下最适合
的试剂是
A．KSCN溶液 B． 溶液 C．酸性 溶液D． 溶液
高频考点3 考查“铁三角”的转化及应用
例3.（2022·江苏·模拟预测）铁元素是重要的金属元素，含有铁元素的物质，在人类的生产生活中有着重
要的应用。 是炼铁工业中的主反应。在指定条件下，下
列选项所示的物质间转化能实现的是
A．
B． (胶体)
C．
D．
【变式训练】 下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( )
A．为了防止氯化亚铁溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉
B．将饱和FeCl 溶液滴入沸水中，能形成胶体
3
C．新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色
D．除去FeCl 溶液中的FeCl 杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤
3 2
高频考点4 考查氢氧化亚铁的制备
例4.（2021·山东·高三专题练习）Fe(OH) 的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法
2
制备氢氧化亚铁。
方法：用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。(1)铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。
(2)阴极发生的电极反应方程式___________。
(3)在标准状况下，当阴极产生 11.2L 气体时，理论上生成___________g Fe(OH)
2
【变式训练】(2020·河北唐山市区县联考)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀的是( )
2
A．①②③④ B．①②③⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤
高频考点5 考查有关铁及其化合物的计算
例5．（2022·湖南·长沙一中一模）将铁、氧化铁、氧化铜组成的混合物粉末mg放入盛 盐
酸的烧杯中，充分反应后产生2.24L H (标准状况)，残留固体2.56g。过滤，滤液中无Cu2+。将滤液加水稀
2
释到500mL，测得其中c(H+)为 。下列说法正确的是
A．m=15.36
B．烧杯中转移电子的物质的量共为0.28mol
C．若将反应后的溶液倒入蒸发皿中直接蒸干可得到0.2mol FeCl
2
D．过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、锥形瓶
【变式训练】铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO 中发生钝化时，可生成一种化学式
3
为Fe O 的化合物，它可以看作由FeO和Fe O 组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( )
8 11 2 3
A．FeO·3Fe O B．FeO·2Fe O
2 3 2 3
C．2FeO·3Fe O D．2FeO·Fe O
2 3 2 3
高频考点6、考查铁及其化合物性质的实验探究例6．（2022·北京·和平街第一中学三模）某同学利用下列电池装置进行实验，探究 的氧化性和还原性。
根据实验现象，下列分析不正确的是
A．电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，可知盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中
B．一段时间后石墨电极上未见 析出且铁电极溶液中 增大，可知石墨电极溶液中 也增大
C．由A、B中的现象可知， 还原性小于 、氧化性小于
D．一段时间后两极溶液中的 浓度若相等，说明反应已达到平衡状态
【变式训练】（2022·山东·模拟预测）手持技术(Hand-held Technology)是由计算机和微电子技术相结合的
新型数字化实验手段。向 溶液中加入 溶液，控制不同 时，利用手持技术测量其与溶
液pH和电导率的关系如图所示：
i．a点时溶液澄清透明，加入NaOH溶液产生灰绿色难溶物。
ii．b点出现明显红褐色难溶物，取上层清液，分出两等份，分别加入KSCN溶液和NaOH溶液，前者溶液
变为血红色，后者无灰绿色难溶物。结合以上信息，下列分析不合理的是
A．a点时主要反应的离子方程式为B．溶液电导率最低时，离子浓度和最小
C．b点时 和 主要发生相互促进的水解反应
D．混合后溶液的pH决定 和 主要反应的反应类型
