铁及其重要化合物（讲义）原卷版-2024年高考化学一轮复习

第10讲铁及其重要化合物

目录

考情分析

2考点二铁及其化合物的转化及应用

网络构建

【夯基・必备基础知识梳理】

1考点一铁及其氧化物

知识点1亚铁盐的性质及应用

【夯基・必备基础知识梳理】

知识点2铁盐的性质及应用

知识点1铁

知识点3Fe2+和Fe3+的检验

知识点2铁的重要化合物

知识点4“铁三角”的转化关系及其应用

【提升•必考题型归纳】

【提升•必考题型归纳】

考向1考查铁及其化合物的性质与应用

考向1考查Fe2+、Fe3+的性质及其检验

考向2考查氢氧化亚铁的制备

考向2考查“铁三角”的转化及应用

考向3考查铁及其化合物的有关计算

考向3实验探究铁及其重要化合物的转化关

系

真题感悟

考点要求考题统计考情分析

2023浙江1月卷4题，2分分析近三年高考试题，从分值来看，铁所占的比重最大，

铁及其化合物的2022广东卷6题，3分除铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的

性质及应用2021河北卷1题，3分紧密联系，Fe、Fe2+,Fe3+之间的转化，以及所承载的氧

2023湖南卷7题，3分化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三

Fe2+、Fe3+的检验2022广东卷11题，3分角”,Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的

2021湖南卷3题，3分性质等。考查内容能在多种题型中出现，选择、简答、实

铁及其化合物的2023浙江1月卷16题，2分验、推断、计算都有。

转化2021广东卷10题，2分预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物

的性质和应用与转化，在化工流程题或综合实验题中考查

铁及其化合物的转化。

考点一铁及其氧化物

―夯基•必备基础知识梳理

知识点1铁

1.存在及位置：

（1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第_____位，铁矿石有赤铁矿（Fe2O3）、

磁铁矿（Fe3C）4）、菱铁矿（FeCCh）、黄铁矿（FeS?）等。

（2）位置：铁位于元素周期表中第周期族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一

种典型的变价金属元素。

2.结构

，失去2e-

Fe(+26)28142

失去3e-

3.铁的物理性质:.色固体，熔点较,具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。

4.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。

（1）与非金属单质的反应

①与02的反应：

常温：铁在_____的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为。

占燃

点燃：3Fe+2O2====Fe3O4»

占燃

②与Cl2的反应：2Fe+3cb=0C'=2FeC13。

③与S的反应：Fe+S^FeSo

④与b的反应：Fe+bAFeb

（2）与水的反应

常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe+4H20（g）典连Fe3CU+4H2。

（3）与酸的反应

酸化学方程式或现象

稀H2s。4

Fe+H2SO4=FeSO4+H2T

不足

FeFe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOt+2H2O

过量

稀HNChFe3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2N0f+4H2O

浓HN03>浓H2s。4常温下______

（4）与某些盐溶液反应

①与CuSC）4溶液反应的离子方程式：Fe+Cu2+^Fe2++Cu»

②与FeCb溶液反应的离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe?+。

【易错提醒】①Fe与Cb反应无论用量多少都生成FeCb，而Fe与盐酸反应生成FeCb。

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Fe304o

2+

③铁与一般氧化剂（如S、HC1、FeCb、CuSO4>b等）反应时被氧化为Fe,铁与强氧化剂（如Cb、Br2>HNO3、

3+

浓H2sCU等）反应时被氧化为FeO

④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe—2e^=Fe2+o

5.铁的冶炼

（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。

（2）设备：高炉。

(3)主要反应:

①还原剂的生成：C+O2=B^CO2,CO2+C^^2CO；

②铁的生成：Fe2O3+3CO=^^2Fe+3CO20

知识点2铁的重要化合物

1.铁的氧化物

1)铁的氧化物物理性质

化学式FeOFezChFesO4

俗称——

色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体

溶解性难溶于水难溶于水难溶于水

铁的价态______价______价+2价，+3价

2)铁的氧化物化学性质

①FeO、Fe2O3>FesCU分别与盐酸反应的离子方程式为

+2+

FeO+2H=Fe+H2O,

+3+

Fe2O3+6H=2Fe+3H2O,

3+2+

Fe3O4+8才=2Fe+Fe+4H2Oo

②Fe3C>4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为

+3+

3Fe3O4+28H+NO3=9Fe+NOf+14H2O；

+2+

Fe3O4+8H+2F=3Fe+I2+4H,Oo

③FeO与HNO3反应时，除考虑与H+的反应外，还要考虑Fe2+被HN03氧化成Fe3+。

+3+

3FeO+6H+NO3=3Fe+NOf+3H2O；

2+

@Fe2O3与HI反应时，除考虑与H+的反应外，还要考虑Fe3+被还原成Fe

2+

Fe2O3+6H++2F=2Fe+I2+3H2O»

⑤高温时,都能被c、CO、Al等还原剂还原，生成单质铁

2.铁的氢氧化物

l)Fe(OH)2是______色______状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为_____色，最后

变为______色，方程式为4Fe(OH)2+02+2H2O===4Fe(OH)3»

2)Fe(OH)3是_____色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(FezCh/HzO),受热易分解，

3+-

方程式为2Fe(OH)3.Fe2O3+3H2O;制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe+3OH

===Fe(OH)3〉

3)二者之间的关系：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，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2+

10HNO3=3Fe(NO3)3+NOt+8H2Oo

②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3+6HI=2Fel2

+I2+6H2O。

4)制法

2++

(1)可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2++2OIT=Fe(OH)2]或Fe+2NH3-H2O=Fe(OH)2i+2NH4=

注意：空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：

A.将配制溶液的蒸储水煮沸，驱除溶液中的氧气。

B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。

C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。

D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。

E.常见的制备Fe(OH)2的装置：

T+INaOU

墨

W溶液石

煤

卅革油

Q

液

ItlJeSO,Na溶

蔻「溶液

③

说明：①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液

面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。

3+-3++

(2)可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe+3OH=Fe(OH)3^Fe+3NH3.H2O=Fe(OH)3；+3NH4o

.提升•必考题型归纳

考向1考查铁及其重要化合物的性质与应用

例1.(2023•江苏徐州・统考三模)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.FeQs能与盐酸反应，可用于制作红色颜料

B.FeCL具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质

C.铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂

D.FeS难溶于水，可用于除去废水中的Ci?+

【变式训练1】(2023・广东汕头・统考二模)铁及其化合物在生活中应用广泛，下列有关离子方程式书写正

确的是

+2+

A.将铁片投入到稀硝酸中：Fe+2H=Fe+H2T

3+2++

B.向FeCL溶液中通入少量H?S：2Fe+H2S=2Fe+2H+S

2++

C.用铁氟化钾溶液检验Fe?+：Fe+K3rFe(CN)6]=KFe[Fe(CN)J；+2K

D.往Fe2(SOj溶液中加入过量Zn粉：2Fe3++Zn=2Fe2++Zi?+

【变式训练2】（2023•上海黄浦・统考二模）把铁条放入盛有过量稀硫酸的试管中，下列改变不能加快氢气

产生速率的是

A.改铁条为镁条B.滴加少量CuSCU溶液

C.改稀硫酸为98%的硫酸D.升高溶液的温度

考向2考查氢氧化亚铁的制备

例2.（2022秋・湖南邵阳•高三湖南省邵东市第一中学校考）某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢

氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。

B.本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B,再打开开关A就可观察

到氢氧化亚铁的颜色

C.反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀

D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态

【变式训练1】（2022•全国•高三专题练习）实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的

A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理

B.实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开

C.一段时间后，关闭弹簧夹C和D,在B中生成白色絮状沉淀

D.实验结束后关闭弹簧夹D,可以长时间保存氢氧化亚铁

【变式训练2】（2023•全国•高三专题练习）用如图所示装置（夹持仪器省略）制备氢氧化亚铁。

实验步骤如下:

I.检查装置气密性后，关闭K2、K5,打开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中

空气。

II.待B中空气排尽后，关闭K3,打开K2,将A中溶液压入B中并观察现象。

III.关闭Ki、K2,打开K5,使C中气体通入B中并观察现象。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称是,B中长玻璃管的作用是o

(2)装置A中金属离子的检验方法是。

(3)步骤III装置B中的现象是,其发生反应的化学方程式为。

考向3考查铁及其化合物的有关计算

例3.(2023・山东烟台•校联考模拟预测)实验室对某铁的氧化物(FexO)进行如下实验。下列说法错误的是

150mLImoLL悴

6.08gFc.O--------反应（D----------反应②|一"►溶液A

4.73g固体

A.x=0.8

B.溶液A为ZnSO'和Fes。,混合溶液

C.反应②生成标准状况下1.12LH2

D.Zn至少参加了3个氧化还原反应

【变式训练1】(2023•全国•模拟预测)盐X由三种常见元素组成，某科学兴小组称取4.84g盐X进行实验,

数据和现象如下：

已知：①气体B为两种气体的混合物，能被水完全吸收。

②取D溶液25.00mL,用O.lOOOmollT的NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液15.00mL。

下列说法错误的是

A.试剂Y可能为KSCN溶液

B.盐X的化学式为Fe(NOj

C.用O.lOOOmolL1的NaOH溶液滴定溶液D时可用酚麟作指示剂

3+2++

D.若在X的稀溶液中通入足量SO2气体，发生反应的离子方程式为：2Fe+SO2+2H2O=2Fe+80r+4H

【变式训练2】(2022•浙江舟山・浙江省普陀中学校考模拟预测)取48.0gFe2O3,一定温度下加热，残留固

体47.36g。将该剩余固体溶于足量盐酸，此过程没有气体产生；所得溶液中再加入足量KI溶液。请计算：

(1)生成h的物质的量____。

(2)若分解产物为Fe3O4,求Fe2O3的分解率。

考点二铁及其化合物的转化及应用

・夯基•必备基础知识梳理

知识点1亚铁盐的性质及应用

l.Fe?+的氧化性和还原性

①含有Fe2+的溶液呈_____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Bn、CL、H2O2>NO5(H+)等均表现为还原性。

②Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。

③向FeSCU溶液中滴加酸性KMnCU溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO；+5Fe2++8H+===5Fe3++

2+

Mn+4H2O=

2.可水解

Fe(OH)2是弱碱，含Fe?+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈_____性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe?+的

,加少量_____防止Fe?+被氧化。

知识点2铁盐的性质及应用

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、HLH2S>SO歹等均表现为氧化性。

①Fe3+与s?-、P、HS>SOM等具有较强还原性的离子不能大量共存。

②Fe3+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+o

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，实验室可用FeCb滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3+

3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HC1。

②利用Fe3+易水解的性质，工业上常用调节pH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HC05、［A1(OH)4「、COf，C1CT等水解呈碱性的离子不能大量共存。

3.特性：含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN时变成血红色，含有Fe3+的盐溶液遇到酚类物质时变成紫色。

知识点3Fe2+和Fe3+的检验

l.Fe2+的检验

样品溶液网吧变逑无现象__滴加氯水

方法1-溶液变______色，证明含有Fe2+

或双氧水

样品溶液—电型包2电逑一产生白色絮状沉淀，

迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，

方法2

证明含有Fe2+

样品溶液型㈣里Wh尊生此

方法3_____色沉淀，证明含有Fe2+

2JV+的检验

滴加KSCN溶液加赤

方法1样品溶液-------------------＞溶液变______色，证明含有Fe3+

加入NaOH溶液五.

方法2样品溶液-----------------＞产生_____一色沉淀，证明含有Fe3+

加入K4Fe(CN)6］溶液加冷

方法3样品溶液---------------------＞生成一_____色沉淀，证明含有Fe3+

3.混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验

①Fe3+的检验

滴加■空普溶液溶液变血红色，说明含有Fe3+

混合溶液

淀松％凹纸试纸变蓝色，说明含有Fe3+

b.混合溶液

②Fe2+的检验

_________.滴加酸性

a.混合溶液］KMnC)4溶液KMnC)4溶液褪色，说明含有Fe?+

7肛吟K滨水褪色，说明含有Fe2+

b.混合溶液

滴加K3四”的溶液生成蓝色沉淀，说明含有2+

混合溶液Fe

【易错提醒】检验Fe2+和Fe3+时的注意事项

⑴检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新

制氯水能氧化SCN-),检验Fe2+最好用K3［Fe(CN)6］溶液。

(2)Fe3+＞Fe2+、C「同时存在时不能用酸性KMnCU溶液检验Fe2+(C「能还原酸性KMnCU，有干扰)。

知识点4“铁三角”的转化关系及其应用

1.“铁三角”的转化

I只有还原性I

用离子方程式表现转化

3+2++

@2Fe+H2S=2Fe+S；+2H

2++

②2Fe3++SO2+2H2O=2Fe+4H+SOF

+3+

③3Fe?++4H+N0F=3Fe+2H2O+NOT

2++3+2+

@5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O

+3+

⑤2Fe?++H2O2+2H=2Fe+2H2O

2.应用

(1)判断离子共存

①Fe2+与NOKH+)、CIO>MnOi(H+)发生氧化还原反应，不能大量共存;

②Fe3+与S2,F、SO歹发生氧化还原反应，不能大量共存；

③Fe2+、Fe3+与HCO,、CO歹等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。

(2)除杂

溶液杂质除杂方法

加过量铁粉后过滤

FeCl2FeCl3

加氯水或

FeCl3FeCl2H2O2

加过量铁粉后过滤

FeCl2CuCl2

(3)盐溶液的配制与保存

加少量铁粉,防止Fe?+被氧化；

加少量相应的酸，防止Fe?+水解

Fe"的盐溶液［—加少量相应的酸，防止Fe3+水解

(4)物质的制备

(5)铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图

△

说明：

1）横向变化体现了同价态不同物质类别（氧化物、盐、碱）之间的转化：

①碱性氧化物（Fe2O3、FeO）都能溶于酸（H+）转化为盐；

@Fe2+>Fe3+与碱（OJT）反应生成对应的碱；

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。

2）纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。

3）斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。

一提升-必考题型归纳

考向1考查Fe2\Fe3+的性质及其检验

例1.（2023・山东烟台•校联考模拟预测）茶叶中铁元素的检验可经过以下四步完成：灼烧灰化-61noi1

硝酸溶解一过滤一检测滤液中的铁元素。下列说法正确的是

0强gY।

①②③④⑤⑥⑦

A.“灼烧灰化”选用的玻璃仪器有①②③

B.④用于配制6moi1硝酸时需洗净并烘干

C.“过滤”时需沿②向⑤中转移液体并小心搅拌

D.检测铁元素时，⑥悬垂于⑦的上方滴加KSCN溶液

【变式训练1】（2023•广东茂名.统考二模）菠菜营养丰富，富含铁元素，同时含有草酸，实验小组通过以

下实验探究菠菜的成分，下列说法正确的是

沉淀物沉淀物

A.灼烧在蒸发皿中进行

B.操作a需用到分液漏斗

C.加入活性炭目的是吸附色素

D.取溶液B向其中加入酸性KMnO,溶液可检验Fe?+

【变式训练2】（2023・浙江•校联考三模）Fe3+可与H?。、SCN\"等配体形成使溶液呈浅紫色的

3

［Fe（H2O）6］\红色的［Fe（SCN）6「、无色的但喝广配离子。某同学按如下步骤完成实验:

已知：向Co?+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的［Co（SCN］『配离子：Q?+不能与广形成配离子。下

列说法不亚确的是

A.溶液I中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成

B.溶液H、III的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在艮（凡0）6「

C.可用NaF和KSCN溶液检验FeCh溶液中是否含有Ct?+

D.5（旦0）6「中H—O-H的键角大于H?。分子中H-O-H的键角

考向2考查“铁三角”的转化及应用

例2.（2023・上海金山・统考二模）如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是

铁元素化合价

单质氧化物盐碱物质类别

A.物质X是Fe3O4

B.FezCh—Fe的转化，FezCh发生氧化反应

C.在空气中Z-Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色

D.可通过复分解反应实现FeCh和FeCh的相互转化

【变式训练11（2023•广东广州•统考二模）下列关于铁及其化合物之间转化反应的方程式书写正确的是

,、［Wj温

A.旦0（。通过灼热铁粉：2Fe+3H2O（g）—Fe2O3+3H2

+3+

B.过量铁粉力口入稀硝酸中：Fe+4H+NO3=Fe+NOT+2H2O

C.氢氧化铁中加入氢碘酸：Fe（OH）3+3HI=FeI3+3H2O

2++3+2+

D.Fes。4溶液中加入酸性KMnO”溶液：5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O

【变式训练2】（2023•河北石家庄•校联考模拟预测）废料利用是节能减排的重要方式，以硫铁矿烧渣（主要

成分为FezCh、FeO、SiO?等）为原料来制备铁红（FezCh）的生产流程如图。下列说法错误的是

Kf中］锻枝，过也.港液调"入粉调《阿生5~6.5.过油

证*步.AHx步an

步,IU

注液加入NH4HCOJ,11泣」I1x1

气化钛

Y步HUV闻体

A.将硫铁矿烧渣粉碎，有利于提高浸出率

B.加入过量铁粉的目的是将Fe3+全部还原为Fe?+

C.步骤IV的反应温度越高，越有利于提高反应速率和产率

D.“燃烧”步骤的化学方程式为4FeCC>3+O2—2Fe2O3+4CO2

考向3实验探究铁及其重要化合物的转化关系

例3.（2023•河南安阳・统考三模）某化学实验小组设计如下实验探究Zn与溶液中Fe3+发生反应的原理。

实验试剂现象

2mLO.lmol-L'FeCh溶液、过量黄色溶液很快变浅，接着有无色气泡产生，固体中未检出铁单

I

锌粉质

2mLlmol-L'FeCh溶液很快有大量气体产生，出现红褐色浑浊，30min左右产生红