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大单元二 金属元素及其化合物
第8 讲 铁及其化合物
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核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 铁 ★★☆☆☆
考点2 铁的氧化物与氢氧化物★★★☆☆
考点3 铁及其化合物的转化 Fe2＋、Fe3＋的检验★★★☆☆
（星级越高，重要程度越高）
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 铁★★☆☆☆
知识点一 铁的原子结构
铁元素在元素周期表中处于第四周期Ⅷ族，位于d 区。基态Fe 原子的电子排布式为1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 3d
6 4s
2
或
[Ar]3d
6 4s
2 ，原子结构示意图为
，最外层有2 个电子，在反应中易失去电子，故铁单质的化学
性质比较活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2 和＋3。
知识点二 铁的性质
1. 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。
2. 化学性质
(1) 与非金属单质反应
①与氧气反应：
4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3· x H 2O)
(现象：在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体)；
3Fe＋2O2=====Fe3O4(现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体)。
②与氯气反应(写化学方程式，下同)：
2Fe
＋
3Cl
2=====
2FeCl
3(现象：产生棕褐色烟)。
注意：Fe 的量无论多少，产物都是FeCl3。
③与溴反应：2Fe
＋
3Br
2=====
2FeBr
3。
④与碘反应：Fe
＋
I 2=====
FeI
2。
⑤与硫反应：Fe
＋
S =====
FeS
(现象：生成黑色固体) 。
(2) 与水蒸气反应：
1
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3Fe
＋
4H
2O(g)
=====
Fe
3O4＋
4H
2。
(3) 与酸反应
①非氧化性酸
Fe＋2HCl===FeCl2＋
H 2↑；
Fe＋H2SO4===FeSO4＋
H 2↑。
②氧化性酸
常温下，Fe 在浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，该变化属于化学变化。
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋
NO
↑
＋
2H
2O(Fe 少量)；
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋
2NO
↑
＋
4H
2O(Fe 过量)。
(4) 与盐溶液反应
Fe＋2FeCl3===3FeCl2；
Fe＋CuSO4===FeSO4＋
Cu
。
考点2 铁的氧化物与氢氧化物★★★☆☆
知识点一 铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
铁红
磁性氧化铁
颜色
黑色
红棕色
黑色
铁元素价态
＋
2
＋
3
＋
2 、
＋
3
与盐酸反应生成的离子
Fe
2 ＋
Fe
3 ＋
—
与稀硝酸反应的离子方程式
FeO：3FeO
＋
10H
＋ ＋
NO
==
=3Fe
3 ＋ ＋
NO
↑
＋
5H
2O
Fe2O3：Fe2O3＋
6H
＋ ==
=2Fe
3 ＋ ＋
3H
2O
Fe3O4：3Fe3O4＋
28H
＋ ＋
NO
==
=9Fe
3 ＋ ＋
NO
↑
＋
14H
2O
与氢碘酸反应的离子方程式
FeO：FeO
＋
2H
＋ ==
=Fe
2 ＋ ＋
H 2O
Fe2O3：Fe2O3＋
6H
＋ ＋
2I
－ ==
=2Fe
2 ＋ ＋
I 2＋
3H
2O
Fe3O4：Fe3O4＋
8H
＋ ＋
2I
－ ==
=3Fe
2 ＋ ＋
I 2＋
4H
2O
共同点
高温时，都能被C、CO、H2、Al 等还原剂还原，生成单质铁，如：
FexOy＋yCO=====xFe＋yCO2
注意
FeO 不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋ O2=====2Fe3O4
知识点二 铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色
白色
红褐色
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe
2 ＋ ＋
2H
2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe
3 ＋ ＋
3H
2O
受热分解
—
2Fe(OH)3=====Fe2O3＋
3H
2O
制法
可溶性亚铁盐与碱溶液反应：
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱溶液反应：
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的
在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀
迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋
2
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关系
2H2O===4Fe(OH)3
【考法归纳】
Fe(OH)2的制备
1. 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
2. 成功关键：
(1) 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋。
(2) 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中。
3. 几种典型的制备方法
方法
装置
说明
①有机层隔离法
用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水
配制的NaOH 溶液反应制备
②氢气氛围中
先打开止水夹，用生成的氢气排尽装置中的空
气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入
右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中
③电解法
利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉
淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨
考点3 铁及其化合物的转化 Fe2＋、Fe3＋的检验★★★☆☆
知识点一 亚铁盐 铁盐
1. 亚铁盐
(1) 基态Fe2＋的简化电子排布式为[Ar]3d
6 。Fe2＋既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，能被Cl2、
Br2、O2、H2O2、ClO－、NO(H＋)、MnO(H＋)、Cr2O(H＋)等氧化。
(2) 亚铁盐可水解。由Fe2＋和强酸的酸根阴离子构成的盐(如硫酸亚铁)的水溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶
液时，常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁粉防止Fe2＋被氧化。
2. 铁盐
(1) 基态Fe3＋的简化电子排布式为[Ar]3d
5 。Fe3＋主要表现氧化性，能被Fe、Cu、I－、H2S、S2－(HS－)、
SO、SO2等还原。
(2) 铁盐易水解。Fe3＋极易水解，Fe3＋只能存在于酸性较强的溶液中。
【考法归纳】
①实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，写出该反应的化学方程式：
FeCl3＋
3H
2O =====
Fe(OH)
3( 胶体
) ＋
3HCl
。
②工业上常用调节pH 的方法除去溶液中的Fe3＋。如可通过加入MgO
或
Mg(OH)
2 或
MgCO
3 调节pH 来除
3
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去MgCl2溶液中的Fe3＋。
③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，然后再加水稀释至所需的浓度。
④在HCl 气流中加热蒸干FeCl3溶液制备无水FeCl3。
⑤Fe3＋与CO、HCO、[Al(OH)4]－等水解呈碱性的离子不能大量共存。如：
Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓
＋
3CO
2↑。
知识点二 高铁酸盐(以K2FeO4为例)
1. 制备方法
(1) 高温熔融反应法
在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。
如：
Fe2O3＋3K2O2=====2K2FeO4＋K2O。
(2) 次氯酸盐氧化法
在NaOH 溶液中，利用NaClO 氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向
Na2FeO4溶液中加入固体KOH 或饱和KOH 溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。
(3) 电解法
以铁作阳极，电解高浓度的KOH 溶液生成K2FeO4。
2. 性质
酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。
3. 在水处理方面的应用
(1) K2FeO4中Fe 元素呈＋6 价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒。
(2) 原理：4K2FeO4＋10H2O===8KOH＋4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑。
K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用。
知识点三 铁及其化合物的转化
完成下列转化反应的化学(或离子)方程式。
1. Fe――→Fe2＋
Fe＋S=====FeS；
Fe＋Cu2＋===Fe
2 ＋ ＋
Cu
；
Fe＋2H＋===Fe
2 ＋ ＋
H 2↑。
2. Fe2＋――→Fe
Fe2＋＋Zn===Fe
＋
Zn
2 ＋ ；
FeO＋H2=====Fe
＋
H 2O；
3FeO＋2Al=====3Fe
＋
Al
2O3。
3. Fe――→Fe3＋
2Fe＋3Cl2=====2FeCl3；
Fe＋4H＋＋NO===Fe
3 ＋ ＋
NO
↑
＋
2H
2O(稀硝酸)。
4. Fe3＋――→Fe
Fe2O3＋3CO=====2Fe
＋
3CO
2；
Fe2O3＋2Al=====2Fe
＋
Al
2O3。
4
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5. Fe2＋――→Fe3＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe
3 ＋ ＋
2Cl
－ ；
2Fe2＋＋Br2===2Fe
3 ＋ ＋
2Br
－ ；
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe
3 ＋ ＋
2H
2O；
4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe
3 ＋ ＋
2H
2O
(亚铁盐溶液在空气中易变质)
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe
3 ＋ ＋
NO
↑
＋
2H
2O；
MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe
3 ＋ ＋
Mn
2 ＋ ＋
4H
2O；
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe
3 ＋ ＋
2Cr
3 ＋ ＋
7H
2O。
6. Fe3＋――→Fe2＋
2Fe3＋＋Zn===2Fe
2 ＋ ＋
Zn
2 ＋ (Zn 少量)；
2Fe3＋＋Fe===3Fe
2 ＋ (亚铁盐溶液中加入少量铁屑以防止Fe2＋被氧化)；
2Fe3＋＋Cu===2Fe
2 ＋ ＋
Cu
2 ＋
(FeCl3溶液腐蚀电路板) ；
2Fe3＋＋2I－===2Fe
2 ＋ ＋
I 2；
2Fe3＋＋H2S===2Fe
2 ＋ ＋
S ↓
＋
2H
＋ ；
2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe
2 ＋ ＋
SO
＋
2H
＋ ；
2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe
2 ＋ ＋
SO
＋
4H
＋ 。
知识点四 溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1. Fe2＋的检验
方法一：向待检液中滴加KSCN 溶液，无明显现象，再滴加新制氯水(或H2O2溶液)，溶液立即变红色。
方法二：向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K ＋ ＋
Fe
2 ＋ ＋
[Fe(CN)6] 3 － ==
=KFe[Fe(CN)
6] ↓
。
方法三：向待检液中滴加NaOH 溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
2. Fe3＋的检验
方法一：向待检液中滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为红色。离子方程式：Fe
3 ＋ ＋
3SCN
－
Fe(SCN)
3。
方法二：向待检液中滴加K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。
注意：Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性 KMnO4，有干扰)。
【考法归纳】
有关铁的除杂
主要成分
杂质
所加试剂及离子方程式
FeCl3(aq)
FeCl2
Cl2，2Fe
2 ＋ ＋
Cl
2==
=2Cl
－ ＋
2Fe
3 ＋ ( 或
H 2O2溶液
2Fe
2 ＋ ＋
H 2O2＋
2H
＋
==
=2Fe
3 ＋ ＋
2H
2O)
FeCl2(aq)
FeCl3
铁粉，2Fe
3 ＋ ＋
Fe
==
=3Fe
2 ＋
FeCl2(aq)
CuCl2
铁粉，Cu
2 ＋ ＋
Fe
==
=Cu
＋
Fe
2 ＋
Fe2(SO4)3(aq)
FeSO4
H2O2溶液，2Fe
2 ＋ ＋
H 2O2＋
2H
＋ ==
=2Fe
3 ＋ ＋
2H
2O
5
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Fe2O3
Al2O3
过量
NaOH
溶液
，Al2O3＋
2OH
－ ＋
3H
2O
==
=2[Al(OH)
4] －
【考法归纳】
有关Fe3＋、Fe2＋的除杂方法
1. 除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入MgO 或MgCO3或Mg(OH)2，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转
化为Fe(OH)3沉淀而除去。
2. 除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按“除去Mg2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶
液中的Fe3＋。
3. 除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入CuO 或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将
Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
4. 除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按“除去Cu2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶
液中的Fe3＋。
【真题挑战】
一、单选题
1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解
释错误的是
选
项
颜色变化
解释
A
空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中，黑色铜丝恢复光亮
的紫红色
=
B
悬浊液中加入
溶液，固体由白色变为
红褐色
=
C
溶液中加入
，浅绿色溶液出现蓝
色浑浊
=
D
溶液中加入NaOH 溶液，溶液由橙色变为黄
色
6
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A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2025·北京·高考真题）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(
)存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，
水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A．月壤钛铁矿中存在活泼氢
B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
3．（2025·河南·高考真题）X 是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化
为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X 和Q 的组成元素相同。
下列说法错误的是
A．Y 常用作油漆、涂料等的红色颜料
B．溶液Z 加热煮沸后颜色会发生变化
C．
反应需要在强酸性条件下进行D．Q 可以通过单质间化合反应制备
4．（2024·广西·高考真题）某小组对
和
的性质进行探究：
Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2 滴
溶液，再滴加2 滴KSCN 溶液。
Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2 滴
溶液，再滴加2 滴KSCN 溶液。
下列说法正确的是
A．实验Ⅰ中继续加入少量
固体，溶液颜色变浅
B．实验Ⅱ中溶液呈红色
C．KSCN 能区分
和
D．焰色试验不能区分
和
5．（2023·江苏·高考真题）室温下，探究
溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的
是
7
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选
项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
向
溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN 溶液，观察溶液
颜色变化
B
是否有还原性
向
溶液中滴加几滴酸性
溶液，观察溶液颜色变化
C
是否水解
向
溶液中滴加2~3 滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D
能否催化
分解
向
溶液中滴加几滴
溶液，观察气泡产生情况
A．A
B．B
C．C
D．D
6．（2023·浙江·高考真题）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
往
溶液中加入
片
短时间内无明显现象
的氧化能力比
弱
B
往
溶液中滴加
溶液，再加
入少量
固体
溶液先变成血红色后
无明显变化
与
的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐
酸，滴加
溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有
价铁
D
向沸水中逐滴加5~6 滴饱和
溶液，持
续煮沸
溶液先变成红褐色再
析出沉淀
先水解得
再聚集成
沉淀
A．A
B．B
C．C
D．D
二、解答题
7．（2024·重庆·高考真题）
可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备
的一种实验装置如图
所示(加热及夹持装置略)。
8
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(1)
的制备
保护下，将溶有S 的热二苯醚溶液注射到
热油胺溶液中(S 过量)，继续加热回流
，冷却至室温，
离心分离，经洗涤得产品
。
①仪器a 的名称为 ；
保护的目的是 。
②生成
的化学方程式为 。
③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是 (填“
”或“
”)。
(2)
的含量测定
产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用
溶液将
还原至
，终点为无色：用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用
标准溶液滴定
至终点。
已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)
①
比
易水解，且易被氧化。配制和保存
溶液需加入的试剂是 。
②甲基橙指示终点的过程及作用原理是 。
③若称取的产品为
，
标准溶液浓度为
，用量为
，
的摩尔质量为
，
则产品中
质量分数为 (写最简表达式)。
④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。
9
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A．还原
时
溶液滴加过量
B．热的
溶液在空气中缓慢冷却
C．滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
10
