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第 11 讲 铁及其重要化合物
学习目标
1．掌握铁及其化合物的主要性质及应用。
2．了解铁及其化合物的制备方法。
知识清单
知识点 1 铁的主要性质及应用
1．原子结构
铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为 ，在化学反应中易失
去 2个或 3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量在所有元素中居第 4位。
2．物理性质
纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特
性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
3．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)Fe与 Cl2、S反应的化学方程式：
点燃 △
2Fe＋3Cl2===== 2FeCl3；Fe＋S===== FeS。
高温
(2)Fe与水蒸气反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)===== Fe3O4＋4H2。
(3)与氧化性酸(如 HNO3)的反应(写离子方程式，下同)Fe 与过量稀 HNO3的反应：Fe＋
NO－ ＋3 ＋4H ===Fe3
＋
＋NO↑＋2H2O。
Fe与少量稀 HNO3的反应：3Fe 2NO
－
＋ 3 ＋8H
＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。
(4)Fe与 FeCl3溶液的反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
[名师点拨] (1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与 Cl2反
应无论用量多少都生成 FeCl3，而 Fe与盐酸反应生成 FeCl2。
(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是
Fe3O4。
(3)铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续
反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同( )
(2)Fe与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明 Fe与两种酸均发生置换反应( )
(3)Fe在足量 Cl2中燃烧生成 FeCl3，在少量 Cl2中燃烧生成 FeCl2( )
(4)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在( )
(5)根据铁与 Cl2、S反应的条件及产物中铁元素的化合价可以判断氯元素和硫元素的非金属
性强弱( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
例 2．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( )
A．工业上在高温下用 CO还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到 Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
解析：选 D FeCl3溶液用作净水剂的原因是 Fe3＋能水解生成 Fe(OH)3胶体，其可吸附水中
的悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用，与氧化性无关。
知识点 2 铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价
(2)化学性质
①FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O 6H＋3＋ ===2Fe3＋＋3H2O。
②FeO与稀硝酸反应的化学方程式：
3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。
③FeO、Fe2O3分别与 HI溶液反应的化学方程式：
FeO＋2HI===FeI2＋H2O、Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O。
2．铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH) ＋3＋3H ===Fe3＋＋3H2O
受热分解 — △2Fe(OH)3===== Fe2O3＋3H2O
Fe2＋ ＋可溶性亚铁盐与碱溶液反应： 可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3 ＋
制法
＋2OH－===Fe(OH)2↓ 3OH－===Fe(OH)3↓
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
二者的关系 色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为 4Fe(OH)2
＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[名师点拨] (1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量 HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被 HNO3
氧化生成 Fe3＋。
(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量 HI 反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被 I－还原生成
Fe2＋。
3．Fe(OH)2的制备方法
(1)制备原理
①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
②成功关键：溶液中不含 O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2在密闭
的、隔绝空气的体系中。
(2)常用方法
①有机层隔离法
a．反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
b．加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作
用，可防止生成的 Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的 Fe(OH)2沉淀]。
②还原性气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生 FeSO4溶液，并利用产生的 H2排尽整个装置中的空气，待
检验 H2的纯度后，再关闭止水夹 K，利用产生的 H2把 FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与 NaOH溶
液进行反应。
③电解法
该方法中铁作电解池的阳极，电极反应为 Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为 2H＋＋2e
－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中 c(OH－)增大，与 Fe2＋结合生
成 Fe(OH)2沉淀，汽油起液封作用。
电解时，在两极间最先观察到白色沉淀。
经典例题
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料( )
(2)Fe3O4中 Fe 的化合价有＋2价和＋3价，可表示为 FeO ·Fe2O3，因而 Fe3O4是 FeO和 Fe2O3
的混合物( )
(3)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取 Fe(OH)3( )
(4)饱和 FeCl3溶液为红褐色，Fe(OH)2为灰绿色( )
(5)Fe(OH)3与 HI溶液反应的离子方程式为 Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气
中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4
解析：选 B 铁与稀硫酸反应生成 FeSO4，FeSO4再与过量氨水反应生成白色沉淀 Fe(OH)2，
在空气中加热 Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为 Fe2O3。
知识点 3 铁盐、亚铁盐的性质
1．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 Br2、Cl2、H2O
－
2、NO3 (H
＋)等均表现为还原性。
Fe2＋的酸性溶液与 H2O2反应的离子方程式：
2Fe2＋＋H O ＋2H＋===2Fe3＋2 2 ＋2H2O。
FeCl2溶液与 HNO3溶液反应的离子方程式：
3Fe2＋ －＋NO3 ＋4H
＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(2)Fe2＋可发生水解反应
Fe(OH) ＋2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，加少量铁屑防止 Fe2＋被氧化。
2．铁盐
(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、H2S 等
均表现为氧化性。
Fe3＋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＋。
FeCl3溶液滴入淀粉 KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
(2)易水解：Fe(OH)3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。
①利用 Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和 FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，
△
反应的化学方程式为 FeCl3＋3H2O===== Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。
②利用 Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节 pH的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 23 、AlO2 、CO 3 等水解呈碱性的离子不能大量共存。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能还有还原性( )
(2)可用铁粉除去 FeCl2溶液中的 FeCl3( )
(3)FeCl3溶液可用于铜制印刷电路板制作，是因为铜可从 FeCl3溶液中置换出 Fe( )
(4)将 Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加 KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验 Fe(NO3)2晶
体是否变质( )
(5)将 FeCl3溶液蒸干可得到 FeCl3固体或晶体( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
例 2．《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧
之赤色。”《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂。”下列相关叙
述不正确的是( )
A．赤色固体可能是 Fe2O3
B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质
C．青矾燃烧过程中发生了电子转移
D．“青矾厂气”可能是 CO和 CO2
解析：选 D 根据《新修本草》关于青矾的描述可知青矾为 FeSO4·7H2O，其分解产生的
气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生 CO和 CO2。
知识点 4 铁的转化和检验
1．铁及其化合物的相互转化
完成下列变化的离子方程式，体会 Fe2＋与 Fe3＋转化条件。
(1)将 H2S气体通入 FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：
H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)将 FeCl3溶液滴入淀粉 KI溶液，溶液变蓝：
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
(3)FeCl3可溶解铁片：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(4)FeSO4可使酸性 KMnO4溶液褪色：
5Fe2＋＋MnO－ ＋4 ＋8H ===5Fe3
＋ ＋
＋Mn2 ＋4H2O。
(5)将 FeCl ＋ － ＋ ＋2溶液滴入 HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2 ＋NO3 ＋4H ===3Fe3 ＋
NO↑＋2H2O。
2．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)Fe2＋的检验
样品溶液 滴加 KSCN 溶液 滴加氯水① ――――――――――――→ 无 现象――→
＋
溶液变红 色，证明含有 Fe2 。
或双氧水
样品溶液 加入氢氧化钠溶液② ―――――――――→ 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐
色，证明含有 Fe2＋。
样品溶液 加入 K3[Fe（CN）6]溶液③ ―――――――――→ 生成蓝 Fe2＋色沉淀，证明含有 。
(2)Fe3＋的检验
样品溶液 滴加 KSCN溶液① ―――――――――→ 溶液变红色，证明含有 Fe3＋。
样品溶液 加入氢氧化钠溶液② ―――――――――→ 产生红褐色沉淀，证明有 Fe3＋存在。
(3)含 Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中 Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验
. 混合溶液
滴加 KSCN 溶液
―――――――――→ Fe3＋ⅰ 溶液变红色，说明含有 。
ⅱ. 混合溶液
淀粉 KI试纸
―――――――――→ ＋试纸变蓝 色，说明含有 Fe3 。
②Fe2＋的检验
ⅰ. 混合溶液
滴加酸性
―――――――――→
KMnO 酸性 KMnO
＋
4溶液紫红色褪去，说明含有 Fe2 。
4溶液
滴加溴水
ⅱ. 混合溶液 ―――――――――→ ＋溴水褪色，说明含有 Fe2 。
[名师点拨] 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)。
3．含 Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或 H2O2
FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤
[名师点拨] 除去混合溶液中 Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)除去Mg2＋中混有的 Fe3＋的方法
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，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 Cu2＋中混有的 Fe3＋的方法
向混合溶液中加入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，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。
(3)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(1)的方法除去溶液中的
Fe3＋。
(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(2)的方法除去溶液中的
Fe3＋。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe2(SO4)3和 KI溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2( )
(2)(NH4)2Fe(SO4)2 溶液与过量 NaOH 溶液反应制 Fe(OH)2 的离子方程式：Fe2＋＋2OH－
===Fe(OH)2↓( )
(3)向某溶液中滴加 KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有
Fe2＋( )
(4)FeCl3溶液与 KSCN溶液反应的离子方程式为 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓( )
(5)向 FeSO4溶液中先滴加 KSCN溶液，再滴加 H2O2溶液，加入 H2O2后溶液变成红色，证
明 Fe2＋既有氧化性又有还原性( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
例 2．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入 KSCN溶液呈红色，说明不含 Fe2＋
B．向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2＋
C．向某溶液中加入 NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3＋
D．向某溶液中加入 NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中
只含有 Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：选 C A项中只能说明原溶液中含有 Fe3＋；B项原溶液中可能只有 Fe3＋而没有 Fe2＋；
D项中 Fe(OH)2被氧化后生成的红褐色沉淀 Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。
例 3．下列除杂的操作不正确的是( )
A．MgCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入 NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量 FeCl2：先加入 H2O ＋ ＋2将 Fe2 氧化成 Fe3 ，再加入 CuO充分反应后
过滤
解析：选 C FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl，加入MgO
与 H＋反应，上述平衡右移，使 Fe3＋转化成 Fe(OH)3沉淀而除去，A正确；加入过量铁粉，
FeCl3与 Fe 反应生成 FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入 NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转
化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；先用 H2O ＋2将 Fe2 氧化成 Fe3＋，再利用 FeCl3
的水解，加入 CuO与 H＋反应将 Fe3＋转化成 Fe(OH)3沉淀而除去，D正确。
课堂闯关
1．(2019·全国卷Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )
实验操作 实验现象
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足
A 溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层
量的乙烯后静置
B 将镁条点燃后迅速伸入集满 CO2的集气瓶 集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加
C 有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊
稀盐酸
向盛有 FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充
D 黄色逐渐消失，加 KSCN后溶液颜色不变
分振荡后加 1滴 KSCN溶液
解析：选 A 乙烯中含有碳碳双键，可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，静置后溶液不分层，A
点燃
不匹配；镁条与二氧化碳在点燃条件下反应的化学方程式为 2Mg＋CO2===== 2MgO＋C，
所以集气瓶中产生浓烟，并有黑色颗粒产生，B 匹配；根据反应 Na2S2O3＋2HCl===2NaCl
＋S↓＋SO2↑＋H2O，SO2为有刺激性气味的气体，硫是淡黄色
沉淀，可使溶液变浑浊，C匹配；根据反应 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可得，随 Fe3＋逐渐消耗，
黄色逐渐消失，加 KSCN溶液后，溶液颜色不变，D匹配。
2．(2019·天津高考)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )
A．将废铁屑加入 FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的 Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地(含较多 Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水 CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
解析：选 C C错误，Na2CO3与 Ca(OH)2反应生成 NaOH，使土壤碱性增强。
3．(2019·江苏高考)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A．Fe 在稀硝酸中发生钝化
B．MnO2和稀盐酸反应制取 Cl2
C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D．室温下 Na与空气中 O2反应制取 Na2O2
解析：选 C A 错误，Fe 在浓硝酸中发生钝化；B 错误，MnO2和浓盐酸反应制取 Cl2；C
正确， SO2与过量的氨水反应生成(NH4)2SO3，反应的化学方程式为 2NH3·H2O＋SO2===
(NH4)2SO3＋H2O；D错误，室温下 Na与空气中的 O2反应生成 Na2O。
4．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，
用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A．Fe B．FeCl3
C．FeO D．Fe2O3
解析：选 D 铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明
销是铁锈，铁锈的主要成分为 Fe2O3，D项正确。
5．(2021·南京模拟)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板
B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中 SO2和 NO
C．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤
D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中 Pb2＋等重金属
解析：选 B FeCl3具有强氧化性，能与 Cu 等金属反应，可用于蚀刻铜制的印制线路板，与
FeCl3易发生水解无关，A错误； 漂白粉的主要成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，
能氧化 SO2和 NO生成硫酸盐和硝酸盐，所以漂白粉可用于脱除烟气中的 SO2和 NO，B正
确；CaCO3能与酸反应，能改良、修复被酸雨侵蚀的土壤，与 CaCO3高温下能分解无关，C
错误；活性炭与 Pb2＋等金属离子不反应，不能用于除去水体中的 Pb2＋等重金属，D错误。
6．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有 Fe3＋生成的是( )
A．硫酸 B．氯水
C．硫酸锌 D．氯化铜
解析：选 B Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与 FeCl2反
应，但氯水中的 Cl2能氧化 Fe2＋生成 Fe3＋，离子方程式为 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
7．(2021·银川模拟)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A．在溶液中加 KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有 Fe3＋，无 Fe2＋
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有 Na＋，无 K＋
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是 CO2
解析：选 B Fe3＋遇 KSCN 会使溶液呈红色，Fe2＋遇 KSCN 不反应，无现象，滴加 KSCN
溶液，溶液呈红色，则证明存在 Fe3＋，并不能证明无 Fe2＋，故 A错误；气体通过无水硫酸
铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O，可证明原气体中含有水蒸气，
故 B正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有 Na＋，并不能证明无 K＋，Na＋的
焰色反应为黄色，可遮住紫光，K＋的焰色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，故 C
错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体有 CO2、SO2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑
浊，则原气体不一定是 CO2，故 D错误。
8．(2021·赣州模拟)下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：选 B 因为 Fe(OH)2在空气中易被氧化成 Fe(OH)3，故要长时间观察到 Fe(OH)2白色
沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用 Fe粉与稀硫酸反应产生的 H2将装置中
的空气排尽，然后滴入 NaOH 溶液，与 FeSO4发生复分解反应生成 Fe(OH)2，并使生成的
Fe(OH)2处在氢气的保护中，可以达到目的，①正确；②滴入的 NaOH溶液会吸收空气中的
氧气，与试管中的 FeSO4发生复分解反应生成 Fe(OH)2和 Na2SO4，溶液中有氧气，会氧化
Fe(OH)2变为 Fe(OH)3，因此会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，不能达
到实验目的，②错误；③中液面上加苯阻止了空气进入，在隔绝空气的环境中 NaOH、FeSO4
发生复分解反应生成 Fe(OH)2和 Na2SO4，由于没有空气，Fe(OH)2不能被氧化，能较长时间
观察到白色沉淀，③正确；故合理选项是 B。
9．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其
中所加试剂正确的一组是( )
选项 A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu
解析：选 C Cl2能与 FeCl2反应，A错误；Fe 与 FeCl3、CuCl2均能反应，B 错误；有新的
杂质 CuSO4生成，D错误。
10．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备 FeCO3的流程如图所示。下列说法不正
确的是( )
A．产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的 FeO
B．沉淀过程中有 CO2气体放出
C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．可利用 KSCN溶液检验 FeSO4溶液是否变质
解析：选 A FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。
11．(2021·北京模拟)向 H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；
再加入 KSCN溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。依据实验现象，下列分
析不正确的是( )
A．产生气体的原因是 FeSO4将 H2O2还原生成了 O2
B H O FeSO Fe3＋． 2 2溶液与 4溶液反应生成 的证据：“溶液迅速变黄”和“溶液变红”
C．溶液颜色变浅，可能是过量的 H2O2氧化了 KSCN
D．溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的
解析：选 A H2O2具有强氧化性，FeSO4具有还原性，向 H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液，
二者发生氧化还原反应，生成 Fe3＋，使溶液迅速变黄，稍后产生气体，是由于反应生成的
Fe3＋是 H O 分解反应的催化剂，A错误；Fe3＋水溶液显黄色，且 Fe3＋2 2 遇 KSCN会显红色，B
正确；KSCN具有还原性，H2O2具有强氧化性，二者会发生氧化还原反应，Fe3＋与 SCN－结
合生成的 Fe(SCN)3的浓度降低，故会使溶液的颜色变浅，C正确；溶液中开始时 Fe3＋与 SCN
－结合生成的 Fe(SCN)3的浓度较大，溶液的红色比较深，后来由于 KSCN被氧化，使 Fe(SCN)3
的浓度降低，溶液颜色变浅，这都是由于浓度改变，导致物质的反应速率发生变化引起的，
D正确。
自我挑战
1．某混合物由 Fe、Fe2O3和 FeCO3组成。现称取一定质量的该混合物，将其溶于 100 mL 1.25
mol·L－1硫酸中，生成 0.56 L(标准状况)气体，并得到溶液 X，测得溶液 X中 c(H＋)为 0.5 mol·L
－1(溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A．混合物中 Fe2O3的物质的量为 0.025 mol
B．混合物中 FeCO3的物质的量为 0.03 mol
C．若溶液 X遇 KSCN溶液显红色，则溶液 X中 n(Fe2＋)＋n(Fe3＋)＝0.1 mol
D．若溶液 X中 n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，则混合物中 n(Fe)＋n(Fe2O3)＋n(FeCO3)＝0.08 mol
解析：选 A A项，设混合物中 Fe、Fe2O3和 FeCO3的物质的量分别是 x mol、y mol、z mol，
硫酸的物质的量是 0.125 mol，反应后氢离子的物质的量是 0.05 mol，则剩余硫酸 0.025 mol，
消耗硫酸 0.1 mol，生成气体的物质的量是 0.56 L÷22.4 L·mol－1＝0.025 mol，发生的反应有
FeCO3＋H2SO4===FeSO4＋H2O＋CO2↑、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe2(SO4)3＋
Fe===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，因此 z＋3y＋x－y＝0.1、z＋x－y＝0.025，解得
y＝0.025，正确；B项，根据 A项中的分析可知，不能确定混合物中 FeCO3的物质的量，错
误；C项，若溶液 X遇 KSCN溶液显红色，说明 Fe3＋过量，因此根据电荷守恒可知，溶液
X中 n(Fe2＋)＋n(Fe3＋)＜0.1 mol，错误；D项，若溶液 X中 n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，说明生成的气
体全部是二氧化碳，因此，根据碳原子守恒可知 n(FeCO3)＝0.025 mol，设 X中硫酸亚铁和
硫酸铁的物质的量分别是 a mol、b mol，则 a＝2b、a＋3b＝0.1，解得 a＝0.04、b＝0.02，
根据铁原子守恒可知，单质铁的物质的量是 0.04 mol＋0.04 mol－0.025 mol×2－0.025 mol
＝0.005 mol，则混合物中 n(Fe)＋n(Fe2O3)＋n(FeCO3)＝0.055 mol，错误。
2．(2021·合肥模拟)某研究小组利用如图装置探究 SO2和 Fe(NO3)3溶液的反应原理。下列说
法错误的是( )
A．装置 B中若产生白色沉淀，说明 Fe3＋ －能将 SO 22氧化成 SO4
B．实验室中配制加 70%硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒
C．三颈烧瓶中通入 N2的操作应在滴加浓硫酸之前，目的是排尽装置内的空气
D．装置 C可能发生倒吸，同时还不能完全吸收反应产生的尾气
解析：选 A Fe3＋具有氧化性，可将二氧化硫氧化成硫酸根，本身被还原成二价铁，反应的
离子方程式是 SO2＋2Fe3＋＋Ba2＋＋2H2O===BaSO4↓＋2Fe2＋＋4H＋，在酸性条件下 SO2与
NO － －反应也能生成 SO2 ，出现白色沉淀，装置 B中若产生白色沉淀，不能说明 Fe3＋3 4 能将
SO －2氧化成 SO24 ，故 A错误；配制 70%硫酸溶液的操作是浓硫酸加入水中稀释，需要的玻
璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒，故 B 正确；为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应
先通入氮气，目的是排尽装置内的空气，故 C正确；导气管直接插入溶液可能会引起装置
中的压强变化较大，发生倒吸，反应生成的气体可能会有 NO，不能被氢氧化钠溶液吸收，
故 D正确。
3．Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。
(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与 O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有
输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与 O2结合的能力。药品美蓝是其有
效的解毒剂，解毒时美蓝发生________反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的 FeCl2溶液，请设计实验检验其中是否含有 Fe3
＋
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高
温下发生逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成 44.8 L H2
(已换算到标准状况下)，则转移电子数目为______________________(设 NA为阿伏加德罗常
数的值)；“引火铁” 是一种极细的铁粉，它在空气中可以自燃，其原因是_____________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。为了
研究其组成，设计如下实验：
气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答：
(1)M的化学式________，气体甲的电子式__________。
(2) 白 色 沉 淀 乙 在 空 气 中 变 成 红 褐 色 沉 淀 丙 的 原 因 是 ( 用 化 学 方 程 式 表
示)________________________________________________________________________。
(3)高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与 O2结合的能力，原因是氧化了血红蛋
白中的二价铁，药品美蓝是其有效的解毒剂，这说明该物质具有还原性，解毒时发生氧化反
应。(2)一般用硫氰化钾溶液检验铁离子，操作过程：取少量待测液，滴加 KSCN溶液，若
溶液呈血红色，说明原溶液中有 Fe3＋，反之则没有。(3)标准状况下 44.8 L H2的物质的量为
2 mol，反应转移的电子数目为 2×2×NA＝4NA；“引火铁”表面积大，加快了与氧气反应
的速率，因此在空气中可以自燃。Ⅱ.气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝，为氨气，说明化
合物M中含有氮元素；白色沉淀乙→红褐色沉淀丙，说明化合物M中含有铁元素；红褐色
沉淀丙→固体丁(14.40 g)，固体丁为氧化铁，根据原子守恒计算化学式。
(1)根据以上分析可知，M由铁、氮两种元素组成，氧化铁质量为 14.40 g，则铁元素的
质量为 14.40 112× ＝10.08 g，氮元素质量为 10.71－10.08＝0.63 g，铁、氮两种原子的个数
160
10.08 0.63
之比为 ∶ ＝4∶1，所以M的化学式为 Fe4N；甲为 NH3，属于共价化合物，其电
56 14
子式为 。(2)白色沉淀乙是氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁，
反应的化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)高温条件下，氧化铁与氨气反应
高温
生成铁、氮气和水，反应的化学方程式为 Fe2O3＋2NH3===== 2Fe＋N2＋3H2O。
答案：Ⅰ(1)氧化
(2)取少量待测液，滴加 KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中有 Fe3＋，反之则
没有
(3)4NA 引火铁表面积大，加快了与氧气反应的速率
Ⅱ.(1)Fe4N
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
高温
(3)Fe2O3＋2NH3===== 2Fe＋N2＋3H2O
4．(2018·全国卷Ⅱ节选)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝
图。回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以 K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光
光照
解反应的化学方程式为 2K3[Fe(C2O4)3]===== 2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学
方 程 式 为
________________________________________________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是_______________________________________________________。
②实验中观察到装置 B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置 E中固体变为红色，由此判断
热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是____________________________________。
④样品完全分解后，装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe2O3，检验 Fe2O3存在的方法是
_________________________________________________________________。
解析：(1)加入 K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的 Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为 3FeC2O4＋
2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6] ＋2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有 O2，为防止 Fe2 被 O2氧化，应
先通入 N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，
证明分解过程中产生 CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明 E中发生反应：
△
CuO＋CO===== Cu＋CO2，所以分解产物中一定含有 CO。③实验结束时，为了防止倒吸，
应先熄灭装置 A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验 Fe2O3存在的方法是取少许固
体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入 1～2滴 KSCN溶液，溶液变红色，证明含有 Fe2O3。
答案：(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===3K2C2O4＋
Fe3[Fe(CN)6]2
(2)①隔绝空气，使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2 CO
③先熄灭装置 A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入 1～2滴 KSCN溶液，溶液变红色，
证明含有 Fe2O3
5．(2019·全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废
为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______________________。
(2)步骤②需要加热的目的是________________，温度保持 80～95℃，采用的合适加热
方式是________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为
________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的 H2O2，理由是__________________________，分批加入 H2O2，
同时为了________，溶液要保持 pH小于 0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有_____________________________________________，
经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到 150℃时失掉
1.5个结晶水，失重 5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________________。
解析：(1)铁屑表面的油污可以用热的氢氧化钠溶液洗涤，然后用蒸馏水洗净。(2)铁与硫酸
反应，加热的目的是加快反应速率，由于温度要控制在 80～95℃，应选择水浴加热。铁中
含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体 H2S，应该用碱溶液吸收 H2S气体，为了防止
倒吸，应选用 C装置。(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将 Fe2＋
氧化为 Fe3＋，离子方程式为 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋在水中易水解生成氢
氧化铁沉淀，为了抑制 Fe3＋水解，溶液要保持较强的酸性，使用 H2O2的优点是不引入新的
杂质。(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵，应将
溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。(5)失重 5.6%是质量分
NH Fe(SO ) xH O 1.5×18 5.6数，设结晶水合物的化学式为 4 4 2· 2 ，由题意知 ＝ ，解得 x＝12。
266＋18x 100
答案：(1)碱煮水洗 (2)加快反应 热水浴 C
(3)将 Fe2＋全部氧化为 Fe3＋；不引入杂质 防止 Fe3＋水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过
滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O第 11 讲 铁及其重要化合物
学习目标
1．掌握铁及其化合物的主要性质及应用。
2．了解铁及其化合物的制备方法。
知识清单
知识点 1 铁的主要性质及应用
1．原子结构
铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为 ，在化学反应中易失
去 2个或 3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量在所有元素中居第 4位。
2．物理性质
纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特
性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
3．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)Fe与 Cl2、S反应的化学方程式：
点燃 △
2Fe＋3Cl2===== 2FeCl3；Fe＋S===== FeS。
高温
(2)Fe与水蒸气反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)===== Fe3O4＋4H2。
(3)与氧化性酸(如 HNO3)的反应(写离子方程式，下同)Fe 与过量稀 HNO3的反应：Fe＋
NO－ ＋3 ＋4H ===Fe3
＋
＋NO↑＋2H2O。
Fe与少量稀 HNO3的反应：3Fe 2NO
－
＋ 3 ＋8H
＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。
(4)Fe与 FeCl3溶液的反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
[名师点拨] (1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与 Cl2反
应无论用量多少都生成 FeCl3，而 Fe与盐酸反应生成 FeCl2。
(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是
Fe3O4。
(3)铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续
反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同( )
(2)Fe与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明 Fe与两种酸均发生置换反应( )
(3)Fe在足量 Cl2中燃烧生成 FeCl3，在少量 Cl2中燃烧生成 FeCl2( )
(4)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在( )
(5)根据铁与 Cl2、S反应的条件及产物中铁元素的化合价可以判断氯元素和硫元素的非金属
性强弱( )
例 2．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( )
A．工业上在高温下用 CO还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到 Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
知识点 2 铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价
(2)化学性质
①FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O ＋3＋6H ===2Fe3＋＋3H2O。
②FeO与稀硝酸反应的化学方程式：
3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。
③FeO、Fe2O3分别与 HI溶液反应的化学方程式：
FeO＋2HI===FeI2＋H2O、Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O。
2．铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 白色固体 红褐色固体
＋ ＋
与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H ===Fe2 ＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解 — △2Fe(OH)3===== Fe2O3＋3H2O
＋ ＋
可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2 可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3 ＋
制法
2OH－===Fe(OH) 3OH－＋ 2↓ ===Fe(OH)3↓
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
二者的关系 色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为 4Fe(OH)2
＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[名师点拨] (1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量 HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被 HNO3
氧化生成 Fe3＋。
(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量 HI 反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被 I－还原生成
Fe2＋。
3．Fe(OH)2的制备方法
(1)制备原理
①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
②成功关键：溶液中不含 O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2在密闭
的、隔绝空气的体系中。
(2)常用方法
①有机层隔离法
a．反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
b．加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作
用，可防止生成的 Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的 Fe(OH)2沉淀]。
②还原性气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生 FeSO4溶液，并利用产生的 H2排尽整个装置中的空气，待
检验 H2的纯度后，再关闭止水夹 K，利用产生的 H2把 FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与 NaOH溶
液进行反应。
③电解法
该方法中铁作电解池的阳极，电极反应为 Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为 2H＋＋2e
－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中 c(OH－)增大，与 Fe2＋结合生
成 Fe(OH)2沉淀，汽油起液封作用。
电解时，在两极间最先观察到白色沉淀。
经典例题
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料( )
(2)Fe3O4中 Fe 的化合价有＋2价和＋3价，可表示为 FeO ·Fe2O3，因而 Fe3O4是 FeO和 Fe2O3
的混合物( )
(3)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取 Fe(OH)3( )
(4)饱和 FeCl3溶液为红褐色，Fe(OH)2为灰绿色( )
(5)Fe(OH)3与 HI溶液反应的离子方程式为 Fe(OH) ＋3H＋3 ===Fe3＋＋3H2O( )
2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气
中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4
知识点 3 铁盐、亚铁盐的性质
1．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 Br2、Cl2、H2O2、NO3 (H )等均表现为还原性。
Fe2＋的酸性溶液与 H2O2反应的离子方程式：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
FeCl2溶液与 HNO3溶液反应的离子方程式：
3Fe2＋ － ＋ ＋＋NO3 ＋4H ===3Fe3 ＋NO↑＋2H2O。
(2)Fe2＋可发生水解反应
Fe(OH)2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，加少量铁屑防止 Fe2＋被氧化。
2．铁盐
(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、H2S 等
均表现为氧化性。
Fe3＋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＋。
FeCl3溶液滴入淀粉 KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为 2I－＋2Fe3＋===I ＋2Fe2＋2 。
(2)易水解：Fe(OH)3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。
①利用 Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和 FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，
△
反应的化学方程式为 FeCl3＋3H2O===== Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。
②利用 Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节 pH的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。
Fe3＋④ 与 HCO－ － －3 、AlO2 、CO 23 等水解呈碱性的离子不能大量共存。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能还有还原性( )
(2)可用铁粉除去 FeCl2溶液中的 FeCl3( )
(3)FeCl3溶液可用于铜制印刷电路板制作，是因为铜可从 FeCl3溶液中置换出 Fe( )
(4)将 Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加 KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验 Fe(NO3)2晶
体是否变质( )
(5)将 FeCl3溶液蒸干可得到 FeCl3固体或晶体( )
例 2．《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧
之赤色。”《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂。”下列相关叙
述不正确的是( )
A．赤色固体可能是 Fe2O3
B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质
C．青矾燃烧过程中发生了电子转移
D．“青矾厂气”可能是 CO和 CO2
知识点 4 铁的转化和检验
1．铁及其化合物的相互转化
完成下列变化的离子方程式，体会 Fe2＋与 Fe3＋转化条件。
(1)将 H2S气体通入 FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：
H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)将 FeCl3溶液滴入淀粉 KI溶液，溶液变蓝：
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
(3)FeCl3可溶解铁片：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(4)FeSO4可使酸性 KMnO4溶液褪色：
5Fe2＋ MnO－＋ 4 ＋8H
＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
(5)将 FeCl2溶液滴入 HNO ＋
－ ＋ ＋
3溶液中，有无色气体放出：3Fe2 ＋NO3 ＋4H ===3Fe3 ＋
NO↑＋2H2O。
2．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)Fe2＋的检验
① 样品溶液
滴加 KSCN 溶液 滴加氯水
――――――――――――→ 无 ＋现象――→ 溶液变红 色，证明含有 Fe2 。
或双氧水
② 样品溶液
加入氢氧化钠溶液
―――――――――→ 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐
色，证明含有 Fe2＋。
样品溶液 加入 K3[Fe（CN）6]溶液―――――――――→ 蓝 Fe2＋③ 生成 色沉淀，证明含有 。
(2)Fe3＋的检验
① 样品溶液
滴加 KSCN溶液
―――――――――→ 溶液变红色，证明含有 Fe3＋。
样品溶液 加入氢氧化钠溶液② ―――――――――→
＋
产生红褐色沉淀，证明有 Fe3 存在。
(3)含 Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中 Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验
混合溶液 滴加 KSCN 溶液ⅰ. ―――――――――→ ＋溶液变红色，说明含有 Fe3 。
混合溶液 淀粉 KI试纸ⅱ. ―――――――――→ ＋试纸变蓝 色，说明含有 Fe3 。
②Fe2＋的检验
滴加酸性
ⅰ. 混合溶液 ―――――――――→ 2＋KMnO 酸性 KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 Fe 。4溶液
. 混合溶液
滴加溴水
―――――――――→ ＋ⅱ 溴水褪色，说明含有 Fe2 。
[名师点拨] 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)。
3．含 Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或 H2O2
FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤
[名师点拨] 除去混合溶液中 Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)除去Mg2＋中混有的 Fe3＋的方法
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH) ＋2中之一，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 Cu2＋中混有的 Fe3＋的方法
向混合溶液中加入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO ＋3中之一，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。
(3)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(1)的方法除去溶液中的
Fe3＋。
(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(2)的方法除去溶液中的
Fe3＋。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe (SO ) 和 KI溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋2 4 3 ＋I2( )
(2)(NH ＋ －4)2Fe(SO4)2 溶液与过量 NaOH 溶液反应制 Fe(OH)2 的离子方程式：Fe2 ＋2OH
===Fe(OH)2↓( )
(3)向某溶液中滴加 KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有
Fe2＋( )
(4)FeCl3溶液与 KSCN溶液反应的离子方程式为 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓( )
(5)向 FeSO4溶液中先滴加 KSCN溶液，再滴加 H2O2溶液，加入 H2O2后溶液变成红色，证
明 Fe2＋既有氧化性又有还原性( )
例 2．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入 KSCN溶液呈红色，说明不含 Fe2＋
B．向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2＋
C．向某溶液中加入 NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3＋
D．向某溶液中加入 NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中
只含有 Fe2＋，不含有Mg2＋
例 3．下列除杂的操作不正确的是( )
A．MgCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入 NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量 FeCl2：先加入 H2O2将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，再加入 CuO充分反应后
过滤
课堂闯关
1．(2019·全国卷Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )
实验操作 实验现象
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足
A 溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层
量的乙烯后静置
B 将镁条点燃后迅速伸入集满 CO2的集气瓶 集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加
C 有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊
稀盐酸
向盛有 FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充
D 黄色逐渐消失，加 KSCN后溶液颜色不变
分振荡后加 1滴 KSCN溶液
2．(2019·天津高考)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )
A．将废铁屑加入 FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的 Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地(含较多 Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水 CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
3．(2019·江苏高考)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A．Fe 在稀硝酸中发生钝化
B．MnO2和稀盐酸反应制取 Cl2
C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D．室温下 Na与空气中 O2反应制取 Na2O2
4．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，
用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A．Fe B．FeCl3
C．FeO D．Fe2O3
5．(2021·南京模拟)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板
B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中 SO2和 NO
C．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤
D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中 Pb2＋等重金属
6．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有 Fe3＋生成的是( )
A．硫酸 B．氯水
C．硫酸锌 D．氯化铜
7．(2021·银川模拟)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A．在溶液中加 KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有 Fe3＋，无 Fe2＋
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有 Na＋，无 K＋
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是 CO2
8．(2021·赣州模拟)下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
9．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其
中所加试剂正确的一组是( )
选项 A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu
10．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备 FeCO3的流程如图所示。下列说法不正
确的是( )
A．产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的 FeO
B．沉淀过程中有 CO2气体放出
C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．可利用 KSCN溶液检验 FeSO4溶液是否变质
11．(2021·北京模拟)向 H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；
再加入 KSCN溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。依据实验现象，下列分
析不正确的是( )
A．产生气体的原因是 FeSO4将 H2O2还原生成了 O2
B．H2O2溶液与 FeSO4溶液反应生成 Fe3＋的证据：“溶液迅速变黄”和“溶液变红”
C．溶液颜色变浅，可能是过量的 H2O2氧化了 KSCN
D．溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的
自我挑战
1．某混合物由 Fe、Fe2O3和 FeCO3组成。现称取一定质量的该混合物，将其溶于 100 mL 1.25
mol·L－1硫酸中，生成 0.56 L(标准状况)气体，并得到溶液 X，测得溶液 X中 c(H＋)为 0.5 mol·L
－1(溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A．混合物中 Fe2O3的物质的量为 0.025 mol
B．混合物中 FeCO3的物质的量为 0.03 mol
C．若溶液 X遇 KSCN溶液显红色，则溶液 X中 n(Fe2＋)＋n(Fe3＋)＝0.1 mol
D．若溶液 X中 n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，则混合物中 n(Fe)＋n(Fe2O3)＋n(FeCO3)＝0.08 mol
2．(2021·合肥模拟)某研究小组利用如图装置探究 SO2和 Fe(NO3)3溶液的反应原理。下列说
法错误的是( )
A．装置 B ＋ －中若产生白色沉淀，说明 Fe3 能将 SO2氧化成 SO24
B．实验室中配制加 70%硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒
C．三颈烧瓶中通入 N2的操作应在滴加浓硫酸之前，目的是排尽装置内的空气
D．装置 C可能发生倒吸，同时还不能完全吸收反应产生的尾气
3．Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。
(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与 O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有
输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与 O2结合的能力。药品美蓝是其有
效的解毒剂，解毒时美蓝发生________反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的 FeCl2溶液，请设计实验检验其中是否含有 Fe3
＋
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高
温下发生逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成 44.8 L H2
(已换算到标准状况下)，则转移电子数目为______________________(设 NA为阿伏加德罗常
数的值)；“引火铁” 是一种极细的铁粉，它在空气中可以自燃，其原因是_____________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。为了
研究其组成，设计如下实验：
气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答：
(1)M的化学式________，气体甲的电子式__________。
(2) 白 色 沉 淀 乙 在 空 气 中 变 成 红 褐 色 沉 淀 丙 的 原 因 是 ( 用 化 学 方 程 式 表
示)________________________________________________________________________。
(3)高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
4．(2018·全国卷Ⅱ节选)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝
图。回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以 K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光
光照
解反应的化学方程式为 2K3[Fe(C2O4)3]===== 2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学
方 程 式 为
________________________________________________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是_______________________________________________________。
②实验中观察到装置 B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置 E中固体变为红色，由此判断
热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是____________________________________。
④样品完全分解后，装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe2O3，检验 Fe2O3存在的方法是
_________________________________________________________________。
5．(2019·全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废
为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______________________。
(2)步骤②需要加热的目的是________________，温度保持 80～95℃，采用的合适加热
方式是________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为
________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的 H2O2，理由是__________________________，分批加入 H2O2，
同时为了________，溶液要保持 pH小于 0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有_____________________________________________，
经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到 150℃时失掉
1.5个结晶水，失重 5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________________。

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