浅谈“铁三角”在中学化学解题中的应用

文炜明

（甘肃省平凉师范学校，甘肃 平凉 744000）

浅谈“铁三角”在中学化学解题中的应用

文炜明

（甘肃省平凉师范学校，甘肃 平凉 744000）

根据铁在元素周期表中的位置和原子结构，铁有可变的化合价，能形成+2和+3两种正化合价，这样Fe、Fe3+、Fe2+三者之间就形成了一个三角关系，简称“铁三角”。本文就“铁三角”涉及的主要题型及解题思路做一列举阐释。

铁三角；化学解题；中学；应用

铁是中学化学教材中唯一被系统介绍的过渡金属元素，根据铁在元素周期表中的位置和原子结构，铁有可变的化合价，能形成+2和+3两种正化合价，这样Fe、Fe3+、Fe2+三者之间就形成了一个三角关系，简称“铁三角”。根据考纲要求“以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原性”，如何正确判断铁与哪些物质反应能生成+2价化合物，跟哪些物质反应能生成+3价铁的化合物，以及Fe2+和Fe3+通过哪些物质可以相互转化则是这一部分内容的重点。本文就“铁三角”涉及的主要题型及解题思路做一列举阐释。

一、离子共存

由于Fe2+处在中间价态，化合价既可以升高，也可以降低，因此Fe2+具有氧化性，主要表现还原性，与等强氧化性物质不能共存；Fe3+具有较强的氧化性，与等还原性离子不能共存，同时Fe3+是典型的弱碱阳离子，与等离子在溶液中发生双水解相互促进反应不能共存与SCN-发生络合反应不能共存。

例2、在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入一定量的Fe粉。（1）当完全反应后，溶液中一定有的阳离子是什么？（2）如果反应后有固体剩余，则溶液中一定无什么？一定有什么？（3）如果反应后剩余的固体只有Cu，则溶液一定无什么？一定有什么？可能有什么？（4）如果反应后剩余的固体为Fe和Cu，则溶液中一定无什么？一定有什么？

解析：主要反应方程式：2FeCl3+Fe====3FeCl2；2FeCl3+Cu==== 2FeCl2+CuCl2；Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，因此，当有固体剩余，固体首先是Cu，则溶液中一定没有Fe3+，一定有Fe2+。如果固体全部是Cu，则溶液中还可能有Cu2+，如果固体还有Fe，则一定没有Cu2+。

答案：（1）Fe2+（2）Fe3+，Fe2+（3）Fe3+，Fe3+，Cu2+（4）Fe3+和Cu2+，Fe2+

二、Fe2+与Fe3+的鉴别

（1）直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。

（2）利用显色反应：应用KSCN溶液，溶液呈血红色的是Fe3+，否则为Fe2+。

（3）利用铁化合物沉淀的颜色：加入OH-溶液，产生红褐色沉淀的是Fe3+，产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是Fe2+。

例3.某同学设计下列方法对A盐的水溶液进行鉴定：

由此得出的以下结论中，不正确的是（ ）

A.D溶液中存在Fe（SCN）3B.滤液中有Fe3+

C.B为AgBr浅黄色沉淀 D.A一定为无氧酸盐FeBr2

解析：根据B、D现象可确定A是由Fe3+和Br-或由Fe2+和Br-组成的盐。

答案：D

三、计算和推断

铁元素在不同条件下表现出不同的化合价，因此围绕可变化合价设置的推断题及铁其它物质反应生成Fe2+还是Fe3+的化合物是这一部分的常见题型。

例4.（2005全国高考理综Ⅲ,26）A、B两种固体，都由甲、乙两种元素组成。在A、B中，甲、乙两种元素的原子个数比分别为1：1和1：2。高温煅烧A、B时，产物都是C（固体）和D（气体），由D可制得E（酸）。E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。C与E的稀溶液反应得到溶液F，往F溶液中加入氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成C。往F溶液中加入甲元素的单质得到溶液G。试根据以上信息填写下列空白：

（1）A的化学式（分子式）是什么？

（2）B煅烧生成C和D的化学方程式是什么？甲元素的单质与F溶液反应的离子方程式是什么？

（3）往G溶液中加入NaOH溶液发生的现象是什么？

解析：此题为综合性较强的推断题，我们可从向F溶液中加入NaOH溶液有红褐色沉淀生成推出F溶液中有Fe3+，又知该沉淀灼烧后转变为C，则C为Fe2O3；E和另一种酸组成的混合物跟甲苯反应可生成三硝基甲苯，则知E为H2SO4或HNO3，再根据前面A、B都是由甲、乙两种元素组成的，且甲、乙两种元素的原子个数比为1：1和1：2，知E为H2SO4，A为FeS，B为FeS2；向F溶液中加入甲元素单质得溶液G，则G为FeSO4。由此题目便可迎刃而解。

答案：

（1）FeS

（2）4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2；2Fe3++Fe====3Fe2+

（3）生成的沉淀由白色变为灰绿色最终变为红褐色。

G63

A

1005-5312（2014）17-0237-01