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第四章 金属及其化合物
第15 讲 铁及其化合物转化关系
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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 基于“价—类”二维图理解含铁物质的转化★★★☆☆
考点2 “铁三角”的转化关系及应用★★★☆☆
考点3 两种重要氯化物的制备★★★☆☆
（星级越高，重要程度越高）
限时训练挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 基于“价—类”二维图理解含铁物质的转化
从物质类别和铁元素化合价两个维度总结、归纳铁及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内
容的重要方法之一。
(1)横向变化体现了铁元素同价态不同类别(氧化物、碱、盐)物质之间的转化。
①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐(亚铁盐、铁盐)。
Fe
②
2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱[Fe(OH)2、Fe(OH)3]。
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。
如Fe(OH)3分解生成Fe2O3，但Fe2O3与H2O 不反应。
(2)纵向转化体现铁元素不同价态同种类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向转化体现铁元素不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
考点2 “铁三角”的转化关系及应用
1
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“铁三角”的转化关系：
应用：
(1)从氧化还原反应角度分析Fe2＋和Fe3＋的性质与转化。
Fe
①
只具有还原性，与弱氧化剂反应：Fe 能被S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等弱氧化剂氧化为Fe2＋，如Fe＋
2Fe3＋===3Fe2＋；与强氧化剂反应：Fe 能被Cl2、HNO3等强氧化剂氧化为Fe3＋。
Fe
②
2＋既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主，与氧化剂反应：当Fe2＋遇到强氧化剂(如H2O2、
Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液)时，被氧化为Fe3＋，如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；与还原剂
反应：当Fe2＋遇到Al、Zn 等还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。
Fe
③
3＋具有较强的氧化性，Fe3＋被CO、Al 等还原为Fe，如Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3；Fe3＋被Fe、
Cu、I－、H2S 等还原为Fe2＋，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)从离子反应视角判断Fe2＋和Fe3＋的离子共存问题。
Fe
①
2＋――→NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)
Fe
②
3＋――→S2－、I－、SO
Fe
③
3＋――→HCO、CO、SiO 等水解相互促进的离子
考点3 两种重要氯化物的制备
(1)FeCl3的制备
制备方法
制备原理
化学方程式
干态法
①利用铁粉与氯气反应制备FeCl3
2Fe＋3Cl2=====2FeCl3
②利用FeCl3·6H2O 在HCl 氛围中脱水
FeCl3·6H2O=====FeCl3＋6H2O
湿态法
利用FeCl2溶液与Cl2反应制备FeCl3
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(2)FeCl2的制备
制备原理
化学方程式
方法1：利用铁粉与稀盐酸反应制备FeCl2
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
方法2：利用FeCl3溶液与铁粉反应制备FeCl2
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
2
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【小试牛刀】
微考点1 铁元素的“价—类”二维图及应用
1．如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(
)
A．Fe(OH)2在空气中加热会分解成FeO
B．Fe(OH)2溶解于足量硝酸可生成Fe(NO3)2
C．维生素C 能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C 作氧化剂
D．由图可预测：高铁酸盐(含FeO)具有强氧化性，消杀水中细菌时可生成Fe(OH)3胶体，进而可吸附
水中的悬浮物
2．如图为铁元素的“价—类”二维图，下列说法正确的是( )
A．铁在高温下与水蒸气反应能实现转化①
B．FeO 是一种红棕色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②
C．由图可预测，高铁酸盐(FeO)具有强还原性
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③
微考点2 含铁化合物制备的流程“微设计”
3．(2025·七省适应性测试贵州化学)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。
某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C 及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列
说法错误的是( )
3
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A．“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B．“滤渣”的主要成分是Al 和C
C．“操作1”通入的空气可以用H2O2溶液代替
D．若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2
4．以赤铁矿(主要成分为Fe2O3，含少量Al2O3)为原料制备无水FeCl2的工艺流程如下。下列说法错误
的是( )
A．“试剂1”可以是NaOH 溶液
B．鉴别“溶液2”中金属阳离子可用KSCN 溶液
C．“反应3”为化合反应
D．将“溶液3”蒸干可制得无水FeCl2
微考点3 常见含铁物质的制备
5．(2025·湖南衡阳三校联考)工业上可采取向炽热的铁屑中通入氯化氢的方法来生产无水氯化亚铁(氯
化亚铁遇水易水解)，某同学用如图所示的装置模拟工业制备氯化亚铁：
下列说法中不正确的是( )
A．实验时，先点燃A 处酒精灯，后点燃B 处酒精灯
B．为确保得到纯净的无水氯化亚铁，要在A、B 和B、C 之间各添加一个干燥装置
C．用C 装置进行尾气处理，可吸收所有尾气，且不会倒吸
D．取制得的固体适量溶解在蒸馏水中，滴加KSCN 溶液，溶液不变色，证明溶液中不含FeCl3
6．如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3(已知：FeCl3遇水易水解)，则下列说法正确的是(
)
4
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A．该实验中用于制Cl2的KMnO4也可以换成MnO2
B．仪器的接口顺序为a→e→d→h→i→c→b→g
C．可将制得的FeCl3先溶于较浓的盐酸中，再加水至指定体积，配成一定浓度的FeCl3溶液
D．用于干燥Cl2的浓硫酸可换成碱石灰
微考点4 陌生含铁物质的制备
7．(2025·江苏南京六校联合体联考)硫酸亚铁铵晶体可由硫酸亚铁和饱和硫酸铵溶液混合制备，其化
学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O，如图是在常温下制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置，最终可在装置①的
底部结晶出硫酸亚铁铵。下列说法错误的是( )
A．实验所用铁屑用30%的NaOH 溶液煮沸可以除去铁屑表面的油污
B．装置①中硫酸亚铁铵结晶析出的可能原因是常温下①中混合溶液中硫酸亚铁铵的溶解度最小
C．待锥形瓶内的铁屑全部耗尽后，关闭K2、K3，打开K1
D．NaOH 溶液的作用是洗涤除去杂质气体H2S
8．(2025·河北衡水中学调研)碳酸亚铁与砂糖混用为补血剂。实验室用如下装置和步骤可以制备
FeCO3(FeCO3易被氧化)。
步骤一：实验中先关闭活塞2，打开活塞1 和3；
步骤二：一段时间后，关闭活塞3，打开活塞2，在c 瓶中得到产品。
5
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下列说法错误的是( )
A．步骤一的目的是排尽装置中的空气，防止Fe2＋被氧化
B．步骤二可使FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合
C．装置c 中发生的离子反应为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
D．装置d 的主要作用：吸收尾气，防止污染空气
【真题挑战】
1．(2023·浙江6 月选考卷，3)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是( )
A．氯化铁属于弱电解质
B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C．氯化铁可由铁与氯气反应制得
D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
2．(2023·江苏卷，11)室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的
是( )
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有Fe3＋
向2 mL FeSO4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
Fe2＋是否有还原性
向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶
液颜色变化
C
Fe2＋是否水解
向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3 滴酚酞试液，观察溶液颜
色变化
D
Fe2＋能否催化H2O2分解
向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡
产生情况
3．(2022·浙江6 月选考卷)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( )
A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O
B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O
C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色
D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
4．(2021·广东卷，10,2 分)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(
)
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A．a 可与e 反应生成b
B．b 既可被氧化，也可被还原
C．可将e 加入浓碱液中制得d 的胶体
D．可存在b→c→d→e→b 的循环转化关系
5．(2023·重庆卷，15,14 分)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产
物CaCl2水合物的工艺如下。
25 ℃时各物质溶度积见下表：
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ca(OH)2
溶度积(Ksp)
4.9×10－17
2.8×10－39
5.0×10－6
回答下列问题：
(1)Fe3O4中Fe 元素的化合价是＋2 和________。O2－的核外电子排布式为________________。
(2)反应釜1 中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是________________
____________________________________________________________________。
(3)反应釜2 中，加入CaO 和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为_____________________________________________
___________________________________________________________________。
②为加快反应速率，可采取的措施有___________________________________
______________________________________________________________________ (写出两项即可)。
(4)①反应釜3 中，25 ℃时，Ca2＋浓度为5.0 mol·L－1，理论上pH 不超过________。
②称取CaCl2水合物1.000 g，加水溶解，加入过量的Na2C2O4，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀
硫酸中，用0.100 0 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，消耗24.00 mL。滴定达到终点的现象为
_________________________________________
_____________________________________________________________________，该副产物中CaCl2的
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质量分数为________。
【限时训练】（限时：60 分钟）
(选择题1~8 题，每小题5 分，9~11 题，每小题6 分，共58 分)
1.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.铁粉遇空气放热，可用于制作暖贴
B.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
C.FeCl3溶液显酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜
D.FeS 难溶于水，可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]
2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A.将NaOH 浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体
B.FeCl2、CuS、Fe(OH)3均能通过化合反应制备
C.Fe(OH)3不稳定，在空气中受热易分解，得到黑色固体
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色
3.(2024·福建南平模拟)下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是( )
A.高温下Fe 与水蒸气反应：Fe＋H2O(g)
FeO＋H2
B.Fe(OH)3胶体制备：FeCl3＋3H2O
3Fe(OH)3(胶体)＋3HCl
C.FeCl2溶液中Fe2＋的检验：FeCl2＋K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓＋2KCl
D.Fe 催化甲苯的溴化反应：
＋Br2
4.(2021·广东，10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a 可与e 反应生成b
B.b 既可被氧化，也可被还原
C.可将e 加入浓碱液中制得d 的胶体
D.可存在b→c→d→e→b 的循环转化关系
5.用棕黄色的Fe2(SO4)3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是( )
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选项
实验
现象
解释或结论
A
加入Fe2(SO4)3固体
溶液变成红褐色
Fe2(SO4)3的水解程度变大
B
加入等体积水
溶液颜色变浅
c(Fe3＋)变小
C
加入足量Fe 粉
溶液颜色变浅绿色
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
D
将Fe2(SO4)3溶液微热
溶液变成红褐色
水解反应ΔH>0
6.如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程，下列叙述正确的是( )
A.基态Fe3＋的价层电子排布式为3d6
B.检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收SO2，可用试剂K3[Fe(CN)6]
C.“氧化”中发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋H2O===4Fe(OH)3↓
D.“氧化”后的溶液可以循环使用
7.(2024·长沙模拟)用FeCl3、CuCl2的混合溶液可吸收工厂排放的H2S 废气，从而减少空气污染并回收
S，其过程如图所示(各步均进行完全)。下列叙述不正确的是( )
A.吸收前后混合溶液中Fe3＋、Cu2＋浓度减小
B.在转化体系中化合价没有变化的元素只有Cu
C.Fe3＋和Cu2＋是该反应的催化剂
D.反应①的离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
8.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是( )
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A.气体X 中含有醋酸蒸气
B.该铁华粉中可能含有铁单质
C.向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性
D.产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
9.下列实验对应的现象和结论都正确的是( )
选项
实验
现象
结论
A
向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫
酸后滴加酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
食品脱氧剂样品中含Fe2＋
B
向FeSO4溶液中滴入KSCN 溶液，再滴
加H2O2溶液
加入H2O2后溶液
变成红色
Fe2＋既有氧化性又有还原性
C
向FeCl3溶液加入铜片
溶液变蓝、有黑色
固体出现
金属铁比铜活泼
D
向FeCl3溶液中加入KI 溶液后滴加几滴
淀粉溶液
溶液变为蓝色
氧化性：Fe3＋>I2
10.(2024·浙江模拟预测)探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象或结论不正确的是( )
选项
实验方案
现象
结论
A
取少量Fe(NO3)2固体溶于蒸馏水，滴加少量
稀硫酸，再滴入KSCN 溶液
溶液变红
Fe(NO3)2固体已变质
B
乙酰水杨酸水解液中加入过量的NaHCO3溶液
除去过量的硫酸，滴加几滴氯化铁溶液
溶液显紫色
说明乙酰水杨酸中含有酯基
C
向氢氧化铁胶体中逐滴加入稀硫酸至过量
先产生沉淀后逐
渐溶解
Fe(OH)3先聚集为沉淀，后
与H＋反应
D
向K3[Fe(CN)6]溶液中加入少许铁粉，静置一
有蓝色沉淀生成
K3[Fe(CN)6]具有氧化性
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段时间
11.(2025·河南周口模拟)为确定Fe2O3和Cu 混合物的组成(假设混合均匀)，某兴趣小组称取五份不同质
量的样品，分别投入30.0 mL 某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质
量的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.各组样品均发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
B.1.76 g 样品充分反应后，溶液中一定存在Fe2＋和Cu2＋，一定不存在Fe3＋
C.该混合物中n(Fe2O3)∶n(Cu)=3∶1
D.稀硫酸的浓度为1.5 mol·L－1
12.(18 分)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁
屑，其目的是
。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1 滴KSCN 溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2
＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面
下依次加入几滴氯水和1 滴KSCN 溶液，溶液变红，煤油的作用是
。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI 溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶
液于3 支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1 滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1 滴KSCN 溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号，下同)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍
含有
，由此可以证明该氧化还原反应为
。
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(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子
方程式为
；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放
热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ，
生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。
13.(10 分)[2023·重庆，15(1)(2)(3)节选] Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4
并获得副产物CaCl2水合物的工艺如图。
(1)Fe3O4中Fe 元素的化合价是＋2 和
。
(2)反应釜1 中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是
。
(3)反应釜2 中，加入CaO 和分散剂的同时通入空气。反应的离子方程式为
。
14.(14 分)Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸
性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO 在强碱性条件下制取，某实验小组利用如
图所示实验装置制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。
Ⅰ.制取Na2FeO4
(1)仪器D 的名称为
。洗气瓶B 中盛有的试剂为
。
实验开始，先打开分液漏斗
(填“A”或“C”)的活塞。
(2)写出大试管中发生反应的离子方程式：
。
(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶
中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、
。
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Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力
(4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L－1的NaCN 溶液，CN－被氧化为CO3
2−
和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉
淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。
①配制0.2 mol·L－1的NaCN 溶液，需要的玻璃仪器有 (填字母)。
②计算NaCN 溶液中CN－的去除率为
。
13
