不可忽视的铁及其化合物复习点津

湖南 黄银飞

不可忽视的铁及其化合物复习点津

湖南 黄银飞

纵观高考试题的命制与形式，元素化合物知识是化学中的基础，特别是金属元素的化合物的性质，在历年的高考试题中常以必考形式出现。高中所学的金属元素种类不多，所以设题的焦点几乎总集中在铁元素上，这部分内容也是高中生学习金属的难点，在这里再度提出并归纳学习，希望引起大家的高度注意。

一、铁的存在和主要性质

1．铁的存在和位置

2．铁的化学性质

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。

二、铁的重要化合物

1．铁的氧化物

氧化亚铁（FeO）氧化铁（Fe2O3）四氧化三铁（Fe3O4）俗名 铁红 磁性氧化铁色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体铁元素价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3

说明：①Fe3O4与盐酸反应的离子方程式：

②FeO与硝酸反应的化学方程式：

2．铁的氢氧化物

Fe（OH）2 Fe（OH）3色态 白色固体 红褐色固体与H＋反应 Fe（OH）2＋2H＋Fe2＋＋2H2O Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O二者关系在空气中，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，反应方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3

说明：Fe（OH）2、Fe（OH）3的制备可利用相应亚铁盐、铁盐与碱液反应。

3．亚铁盐与铁盐

（1）亚铁盐：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为。

（2）铁盐：①氧化性，含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋。

②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。

【秘籍归纳】

②铁的3种氧化物，2种氢氧化物，2种离子的颜色：FeO与Fe3O4均为黑色，Fe2O3为红棕色；Fe（OH）2为白色，Fe（OH）3为红褐色；Fe2＋为浅绿色，Fe3＋为棕黄色。

③铁的3种价态转化

④2个特殊现象：Fe（OH）2→Fe（OH）3是白色→灰绿色→红褐色；Fe3＋遇SCN－，溶液变红色。

【灵活运用】

（1）除杂上的运用

主要物质 杂质 除杂方法Fe2＋ Fe3＋加过量铁屑后过滤FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2Fe2＋ Cu2＋加过量铁屑后过滤Fe Al 加过量强碱溶液后过滤Fe2O3 Al2O3、SiO2加过量强碱溶液后过滤

（2）判断离子共存

Fe2＋不能共存于（H＋）、ClO－、（H＋）。Fe3＋不能共存于S2－、I－、。Fe2＋、Fe3＋不能共存于、等水解相互促进的离子。

（3）盐溶液的配制与保存

含Fe2＋的盐溶液的配制：加入少量铁粉，防止Fe2＋被氧化，同时加入少量的对应的酸，防止Fe2＋发生水解；含Fe3＋的盐溶液的配制：加入少量对应的酸，防止Fe3＋离子发生水解。

（4）Fe2＋、Fe3＋的检验方法

鉴别方法 Fe2＋ Fe3＋直接观色 浅绿色 棕黄色利用显色反应 与KSCN 溶液 无现象 显红色利用Fe3＋的氧化性蓝绿色与KI－与铜片 无现象 Cu溶解，溶液变为淀粉溶液 无现象 溶液变蓝利用Fe2＋的还原性与溴水 溴水褪色 无现象与酸性KMnO4溶液紫色褪去 无现象利用加碱生成沉淀反应Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓白色→灰绿色→红褐色Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓红褐色沉淀

【特别提示】

（1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。

（2）检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。

【精要总结】

（1）Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋水解能力强，实际上pH＞4时，Fe3＋几乎完全生成Fe（OH）3沉淀。

（2）欲除去某溶液中含有的Fe2＋杂质时，先向溶液中加入氧化剂（如H2O2），使Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入溶于酸的难溶物调节pH，使Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀除去。

【典例剖析】

【例1】用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2（SO4）3·18H2O，工艺流程如下（部分操作和条件略）：

Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；

Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；

Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；

Ⅳ．加入MnSO4至紫红色消失，过滤；

Ⅴ．浓缩、结晶、分离，得到产品。

（2）已知：生成氢氧化物沉淀的pH数值如下表。

注：金属离子的起始浓度为0．1mol·L－1

根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：_________________。

【答案】（1）5 8H＋5 4H2O （2）pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀

【例2】工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：

用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2＋的方法是__________（注明试剂、现象）。

【答案】Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色

【解析】溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的还原性来检验溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe2＋。

综上所述，铁元素及它的化合物在元素化合物知识中是非常重要，相信大家通过阅读体会到知识的深度和纵向结合，只要用心坚持学习，定能找出规律，找到最佳的方法。

（作者单位：湖南省湘乡市湖铁实验学校）