金屬元素及其化合物一鐵及其化合物

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;核心知識庫：重難考點總結，梳理必背知識、歸納重點

考點1鐵★★☆☆☆

考點2鐵的氧化物與氫氧化

考點3鐵及其化合物的轉化Fe2+、Fe3+的檢驗★★★☆☆

（星級越高，重要程度越高）

W真題挑戰(zhàn)場：感知真題，檢驗成果，考點追溯

考點1鐵十十玄叔戊

知識點一鐵的原子結構

鐵元素在元素周期表中處于第四周期—族，位于—區(qū)。基態(tài)Fe原子的電子排布式為

原子結構示意圖為_最外層有一個電子，在反應中易—電子，故鐵單質的化學性

質比較活潑，有較強的—性，主要化合價為+2和+3。

知識點二鐵的性質

1.物理性質

銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁鐵吸引。

2.化學性質

（1）與非金屬單質反應

①與氧氣反應：

4Fe+3。2+2AHnQ=x

（現(xiàn)象：在潮濕的空氣中生銹，生成—色固體）；

3Fe+2C）2里鷺____（現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，生成—色固體）。

②與氯氣反應（寫化學方程式，下同）：

一_（現(xiàn)象:產(chǎn)生—色煙）。

注意：Fe的量無論多少，產(chǎn)物都是FeCb。

③與澳反應：-

④與碘反應：—o

⑤與硫反應：.

（現(xiàn)象：生成黑色固體）。

（2）與水蒸氣反應：

（3）與酸反應

①非氧化性酸

Fe+2HC1=；

Fe+H?SQ4^=O

②氧化性酸

常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸或濃硝酸中發(fā)生—,該變化屬于—變化。

Fe+4HNO（?。?__（Fe少量）；

3Fe+8HNCh（稀）=__（Fe過量）。

（4）與鹽溶液反應

Fe+2FeCl3^=_；

Fe+CUSQJ^=o

考點2鐵的氧化物與氫氧化

知識點一鐵的氧化物

化學式FeOFe2O3Fe3O4

俗名一——

顏色黑色____色黑色

鐵元素價態(tài)———

與鹽酸反應生成的離子——一

FeO：________________7_____________________

與稀硝酸反應的離子方程式Fe2O3：_________________________

Fe3O4：__________________-_______________________

FeO：_____________________

與氫碘酸反應的離子方程式Fe2O3：________________________________

Fe3O4：_________________________________

高溫時，都能被C、CO、H2>Al等還原劑還原，生成單質鐵，如：FeQy

共同點

+yCO——-—xFe+yCO2

注意FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱易被氧化為Fes。/6FeO+O2^^2Fe3O4

知識點二鐵的氫氧化物

化學式Fe(OH)2Fe(OH)3

顏色—色____色

++

與鹽酸反應Fe(OH)2+2H=Fe(OH)3+3H=

受熱分解一2Fe(OH)3^^___________

可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應：可溶性鐵鹽與堿溶液反應：

制法

Fe2++2OH-=Fe3++3OH=

二者的在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是—色絮狀沉淀迅

關系速變成____色，最后變成___色，化學方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=_________

【考法歸納】

Fe(OH)2的制備

2+

1.制備原理：Fe+2OH-=Fe(OH)2；0

2.成功關鍵：

(1)溶液中不含。2等氧化性物質和Fe3+。

(2)制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉且隔絕空氣的體系中。

3.幾種典型的制備方法

方法裝置說明

1

*'3+

用不含F(xiàn)e的FeSO4溶液與用不含02的蒸儲水配

①有機層隔離法-NaOH溶液

、苯制的NaOH溶液反應制備

牙FeSO,溶液

止水夾一^^]先打開止水夾，用生成的氫氣排盡裝置中的空氣，

1;

②氫氣氛圍中關閉止水夾，生成的硫酸亞鐵溶液被壓入右側盛

稀硫酸、NaOH

r溶液有氫氧化鈉溶液的試管中

1

利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，

③電解法L煤油

口3/NaOH溶液陽極材料為鐵，陰極材料為石墨

考點3鐵及其化合物的轉化Fe2\Fe3+的檢驗★★★☆☆

知識點一亞鐵鹽鐵鹽

1.亞鐵鹽

(1)基態(tài)Fe?+的簡化電子排布式為oFe?+既有氧化性，又有還原性，以為主，能被Cb、Br2,

。2、%。2、CIO,NO式H+)、MnO；(H+)>C>。廠(H+)等氧化。

(2)亞鐵鹽可水解。由Fe?+和強酸的酸根陰離子構成的鹽(如硫酸亞鐵)的水溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶

液時，常加少量___抑制Fe?+的水解，加少量____防止Fe?+被氧化。

2.鐵鹽

(1)基態(tài)Fe3+的簡化電子排布式為。Fe3+主要表現(xiàn),能被Fe、Cu、「、H?S、S2-(HS-).SO^

、SO2等還原。

(2)鐵鹽易水解。Fe3+極易水解，F(xiàn)e3+只能存在于酸性較強的溶液中。

【考法歸納】

①實驗室可將飽和FeCb溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，寫出該反應的化學方程式：

②工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH的方法除去溶液中的Fe3:如可通過加入一調(diào)節(jié)pH來除

去MgCb溶液中的Fe3+。

③實驗室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的—中，然后再加水稀釋至所需的濃度。

④在—氣流中加熱蒸干FeCl3溶液制備無水FeCl3o

⑤Fe3+與COT、HCO?、［A1(OH)4「等水解呈堿性的離子不能大量共存。如：

Fe3++3HCOr=_o

知識點二高鐵酸鹽(以K2FeO4為例)

1.制備方法

(1)高溫熔融反應法

在苛性堿存在的條件下，KNO3或過氧化物等氧化劑在高溫下可將鐵鹽或鐵的氧化物氧化成高鐵酸鹽。如：

350?370℃

Fe2O3+3K2O22K2FeO4+K2Oo

(2)次氯酸鹽氧化法

在NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(III)化合物，生成NazFeCU。利用K?FeC)4溶解度比NazFeOd低，向

Na2FeO4溶液中加入固體KOH或飽和KOH溶液，使Na2FeO4轉化成K2FeO4,并從溶液中析出。

⑶電解法

以鐵作陽極，電解高濃度的KOH溶液生成KzFeCU。

2.性質

+3+

酸性條件下，高鐵酸鹽因氧化性極強而不穩(wěn)定：4FeOr+20H=4Fe+3O2t+10H2Oo

3.在水處理方面的應用

(DLFeCU中Fe元素呈+6價，具有強氧化性，可用于水體的殺菌、消毒。

(2)原理：4K2FeC)4+10H2O==8KOH+4Fe(OH)3(膠體)+3。2t。

KFeCU與水反應生成Fe(OH)3膠體，能吸附水體中的懸浮物，起到凈水的作用。

知識點三鐵及其化合物的轉化

完成下列轉化反應的化學(或離子)方程式。

+

Fe+Cu2+=

Fe+2H+=_

2+還原劑廠

2.Fe------>Fe

Fe2++Zn=

溫

FeO+H2

高溫

3FeO+2Al

強氧化劑廠+

3.Fe------Fe3

2Fe+3Cl2==

Fe+4H++NOs=（稀硝酸）。

3+還原齊人

4.Fe------*Fe

高溫

Fe2O3+3CO

高溫

Fe2O3+2Al

5.Fe2+^Fe3+

2+

2Fe+Cl2=;

2+

2Fe+Br2=;

2++

2Fe+H2O2+2H=

4Fe2++O2+4H+=_

（亞鐵鹽溶液在空氣中易變質）

3Fe2++4H++NOr=

MnOj+5Fe2++8H+=

Cn。1+6Fe2+14H4=。

6.Fe3+^Fe2+

2Fe3++Zn=（Zn少量）；

2Fe3++Fe=（亞鐵鹽溶液中加入少量鐵屑以防止Fe?+被氧化）；

2Fe3++Cu=

（FeCb溶液腐蝕電路板）；

2Fe3++2r=_；

3+

2Fe+H2S=;

3+-

2Fe+SO3+H2O=_;

3+

2Fe+SO2+2H2O=7。

知識點四溶液中Fe2+,Fe3+的檢驗方法

l.Fe?+的檢驗

方法一：向待檢液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加新制氯水（或H2O2溶液），溶液立即變紅色。

方法二：向待檢液中滴加K31Fe（CN）6］（鐵氧化鉀）溶液，生成藍色沉淀。離子方程式：.

方法三：：向待檢液中滴加NaOH溶液，生成—色絮狀沉淀，沉淀迅速變?yōu)開___色，最后變?yōu)開___色。

2.Fe3+的檢驗

方法一：向待檢液中滴加KSCN（或NH4SCN）溶液，溶液立即變?yōu)椤?。離子方程式：

□□O

方法二：向待檢液中滴加K41Fe（CN）6］（亞鐵氧化鉀）溶液，生成藍色沉淀。

注意：Fe3+>Fe2+>C廠同時存在時不能用酸性KM11O4溶液檢驗Fe?+（C「能還原酸性KM11O4，有干擾）。

【考法歸納】

有關鐵的除雜

主要成分雜質所加試劑及離子方程式

_,____________________________________

FeCb(aq)FeCl2

FeCl2(aq)FeCl3___,_____________

FeCl2(aq)CuCl2___,_______________

Fe2(SO4)3(aq)FeSO4_____,_______________________

Fe2O3Al2o3___________,______________________

【考法歸納】

有關Fe3+、Fe?+的除雜方法

1.除去Mg?+中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入MgO或MgCO3或Mg（OH）2,與Fe3+水解產(chǎn)生的口反應，促進Fe3+的水解，將Fe3+轉

化為Fe（OH）3沉淀而除去。

2.除去Mg?+中混有的Fe?+的方法

先加入氧化劑（如H2O2）將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按“除去Mg?+中混有的Fe3+”的方法除去溶

液中的Fe3+。

3.除去Ci?+中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2c。3,與+水解產(chǎn)生的H+反應，促進Fe3+的水解，F(xiàn)e3

+轉化為Fe（OH）3沉淀而除去。

4.除去Ci?+中混有的Fe?+的方法

先加入氧化劑（如H2O2）將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按“除去Ci?+中混有的Fe3+”的方法除去溶

液中的Fe3+。

【真題挑戰(zhàn)】

一、單選題

1.（2025?黑吉遼蒙卷?高考真題）微粒邂逅時的色彩變化是化學饋贈的視覺浪漫。下列對顏色變化的解釋

錯誤的是

選

顏色變化解釋

項

空氣中灼燒過的銅絲伸入乙醇中，黑色銅絲恢復光亮的

A2CuO+C2H50H二CH3CHO+Cu2O+H2O

紫紅色

3+

3Mg(OH)o(s)+2Fe=

Mg（OH）2懸濁液中加入FeCk溶液，固體由白色變?yōu)榧t

B

2+

褐色2Fe(OH)3(s)+3Mg

Fe2++[Fe(CN)J3-+K+=

FeSO,溶液中加入K3[Fe（CN）6],淺綠色溶液出現(xiàn)藍色

C

渾濁KFe[Fe(CN)J^

DKoCr?。,溶液中加入NaOH溶液，溶液由橙色變?yōu)辄S色Cr2O"-+2OH=2CrOj+H2O

A.AB.BC.CD.D

2.（2025?北京?高考真題）我國科研人員在研究嫦娥五號返回器帶回的月壤時，發(fā)現(xiàn)月壤鈦鐵礦（FeTiCM

存在亞納米孔道，吸附并儲存了大量來自太陽風的氫原子。加熱月壤鈦鐵礦可生成單質鐵和大量水蒸氣,

水蒸氣冷卻為液態(tài)水儲存起來以供使用。下列說法不氐理的是

A.月壤鈦鐵礦中存在活潑氫

B.將地球上開采的鈦鐵礦直接加熱也一定生成單質鐵和水蒸氣

C.月壤鈦鐵礦加熱生成水蒸氣的過程中發(fā)生了氧化還原反應

D.將獲得的水蒸氣冷卻為液態(tài)水的過程會放出熱量

3.（2025?河南?高考真題）X是自然界中一種常見礦物的主要成分，可以通過如圖所示的四步反應轉化為

Q（略去部分參與反應的物質和反應條件）。已知X和Q的組成元素相同。

下列說法錯誤的是

A,丫常用作油漆、涂料等的紅色顏料B,溶液Z加熱煮沸后顏色會發(fā)生變化

C.RfQ反應需要在強酸性條件下進行D.Q可以通過單質間化合反應制備

4.（2024.廣西.高考真題）某小組對Fe2（SOj和Ks[Fe（CN）6]的性質進行探究:

I.向少量蒸鐳水里滴加2滴Fe2（SC>4）3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。

II.向少量蒸儲水里滴加2滴&[FeCN%]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。

下列說法正確的是

A.實驗I中繼續(xù)加入少量K2sO,固體，溶液顏色變淺

B.實驗II中溶液呈紅色

C.KSCN能區(qū)分FeKSOj和K31Fe（CN）6]

D.焰色試驗不能區(qū)分Fe2（SO）和K3[Fe（CN）6]

5.（2023?江蘇?高考真題）室溫下，探究（MmoLL'FeSO,溶液的性質，下列實驗方案能達到探究目的的是

選項探究目的實驗方案

向2mLFeSOa溶液中滴加幾滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察溶

A溶液中是否含有Fe3+

液顏色變化

BFe?+是否有還原性向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴酸性KMnO,溶液，觀察溶液顏色變化

CFe?+是否水解向2mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚麟試液，觀察溶液顏色變化

DFe?+能否催化H2O2分解向2mL5%凡。2溶液中滴加幾滴FeSO,溶液，觀察氣泡產(chǎn)生情況

A.AB.BC.CD.D

6.（2023?浙江?高考真題）探究鐵及其化合物的性質，下列方案設計、現(xiàn)象和結論都正確的是

實驗方案現(xiàn)象結論

A往FeCl2溶液中加入Zn片短時間內(nèi)無明顯現(xiàn)象F—的氧化能力比Zi?+弱

往Fe2（SC>4）3溶液中滴加KSCN溶液，再加溶液先變成血紅色后

BFe3+與SCN一的反應不可逆

入少量K2s0“固體無明顯變化

將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶于鹽酸，

C溶液呈淺綠色食品脫氧劑樣品中沒有+3價鐵

滴加KSCN溶液