铁及其化合物（知识点梳理+习题挑战）（解析版）-2026年高考化学

金属元素及其化合物一铁及其化合物

益学习导航站

核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点

考点1铁★★☆☆☆

考点2铁的氧化物与氢氧化

考点3铁及其化合物的转化Fe2+、Fe3+的检验★★★☆☆

（星级越高，重要程度越高）

《真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯

考点1铁十十玄叔戊

知识点一铁的原子结构

铁元素在元素周期表中处于第四周期辿族，位于山区。基态Fe原子的电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2

或「Ari3d64s2,原子结构示意图为―，1L，最外层有幺个电子，在反应中易失去电子,故铁单质的化学性

质比较活泼，有较强的还原性,主要化合价为+2和+3。

知识点二铁的性质

1.物理性质

银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。

2.化学性质

（1）与非金属单质反应

①与氧气反应：

4Fe+3。2+2AHnQ=2（Fe2O1xH2Q）

（现象：在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体）;

3Fe+2O,g^FeaOa（现象:剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体）。

②与氯气反应（写化学方程式，下同）：

2Fe+3cb上=2FeCb（现象:产生棕褐色烟）。

注意：Fe的量无论多少，产物都是FeCb。

③与澳反应：2Fe+3Br2^@2FeBr3。

△

④与碘反应：Fe+LFeLo

⑤与硫反应：Fe+S=^FeS

(现象：生成黑色固体)。

(2)与水蒸气反应：

3Fe+4H2O(g)=^^Fe3Og+4H20

(3)与酸反应

①非氧化性酸

Fe+2HCl=FeCb+H2t；

Fe+H2SO4=FeSO4+H2±。

②氧化性酸

常温下，Fe在浓硫酸或浓硝酸中发生钝化,该变化属于化学变化。

Fe+4HNO(稀)=Fe(NC)3)3+NOt+2%0侬少量)；

3Fe+8HNO(稀)=3Fe(NO3)2+2NOt+4H?O(Fe过量)。

(4)与盐溶液反应

Fe+2FeCl3=3FeC12;

Fe+CuSO4=FeSO4zhCu。

考点2铁的氧化物与氢氧化

知识点一铁的氧化物

化学式

FeOFe2O3Fe3O4

俗名一铁红磁性氧化铁

颜色黑色红棕色黑色

铁元素价态+2+3+2、+3

与盐酸反应生成的离子Fe21Fe31一

FeO：3FeO+10H++NC>3—3Fe3++NOt+5比0

与稀硝酸反应的离子方程式Fe2O3：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H?O

+

Fe3O4：3Fe3O4+28H+NQ3—9Fe3++NOT+14理0

FeO.FeO+2H+=Fe?++H?O

与氢碘酸反应的离子方程式Fe2O3：Fe2Oa+6H++2r=2Fe2++b+3H」O

Fe3O4：Fe3O4+8H++2「=3Fe2++[2+4H2。

高温时，都能被C、CO、H2>Al等还原剂还原，生成单质铁，如：FeQy

共同点

+yCO——-—xFe+yCC)2

注意FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3CU：6FeO+O2^^2Fe3O4

知识点二铁的氢氧化物

化学式

Fe(OH)2Fe(OH)3

颜色囱色红褐色

+2++3+

与盐酸反应Fe(OH)2+2H=Fe+2H2OFe(OH)3+3H=Fe+3H2O

受热分解一

2Fe(OH)3-------FezOa+SH?。

可溶性亚铁盐与碱溶液反应：可溶性铁盐与碱溶液反应：

制法

Fe2++2OIT=Fe(OH)21Fe3++3OH=Fe£QH)3±

二者的在空气中，Fe(0H)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(0H)3,现象是亘色絮状沉淀迅

关系

速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH13

【考法归纳】

Fe(OH)2的制备

2+

1.制备原理：Fe+2OH=Fe(OH)2I。

2.成功关键：

(1)溶液中不含。2等氧化性物质和Fe3+。

(2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中。

3.几种典型的制备方法

方法装置说明

3+

用不含Fe的FeSO4溶液与用不含O2的蒸储水配

①有机层隔离法胪NaOH溶液

*笨制的NaOH溶液反应制备

军FeSO4溶液

||先打开止水夹，用生成的氢气排尽装置中的空气，

止水夹

卜

②氢气氛围中关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛

稀硫酸、1NaOH

r溶液有氢氧化钠溶液的试管中

I。j

心石墨

利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，

③电解法L煤油

Sx-NaOH溶液阳极材料为铁，阴极材料为石墨

考点3铁及其化合物的转化Fe2\Fe3+的检验★★★☆☆

知识点一亚铁盐铁盐

1,亚铁盐

(1)基态Fe?+的简化电子排布式为凶⑶&Fe?+既有氧化性，又有还原性，以还原性为主,能被Cb、Br2,

+

。2、H2O2,CIO>NO式H+)、MnO；(H)>Cr20TH+)等氧化。

(2)亚铁盐可水解。由Fe?+和强酸的酸根阴离子构成的盐(如硫酸亚铁)的水溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶

液时，常加少量硫酸抑制Fe?+的水解,加少量铁粉防止Fe?+被氧化。

2.铁盐

2-

(1)基态Fe3+的简化电子排布式为£Ad氧。Fe3+主要表现氧化性,能被Fe、Cu、「、H2S>S(HS-),SO^

、SC)2等还原。

(2)铁盐易水解。Fe3+极易水解，Fe3+只能存在于酸性较强的溶液中。

【考法归纳】

①实验室可将饱和FeCb溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，写出该反应的化学方程式：

FeCh+3H2O=^=Fe(OH)3(胶体)+3HCl。

②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3+。如可通过加入MgO或Mg(0H)2或MgCO,调节pH来除

去MgCb溶液中的Fe3+。

③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，然后再加水稀释至所需的浓度。

④在HC1气流中加热蒸干FeCl3溶液制备无水FeCl3o

⑤Fe3+与C。歹、HCO?、［Al(OH)4r等水解呈碱性的离子不能大量共存。如：

Fe3++3HCOl=Fe(OH)33+3CO?t。

知识点二高铁酸盐(以KzFeCh为例)

1.制备方法

(1)高温熔融反应法

在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如:

350〜370℃

Fe2O3+3K2O22K2FeO4+K2O»

(2)次氯酸盐氧化法

在NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(III)化合物，生成NazFeC^。利用K?FeO4溶解度比Na2FeC)4低，向

Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4,并从溶液中析出。

⑶电解法

以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成KzFeCh

2.性质

+3+

酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeOf+20H=4Fe+3O2t+10H2O0

3.在水处理方面的应用

(DKzFeCU中Fe元素呈+6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒。

(2)原理：4K2FeO4+l。H2O=8KOH+4Fe(OH)3(胶体)+3O2t。

LFeCU与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用。

知识点三铁及其化合物的转化

完成下列转化反应的化学(或离子)方程式。

Fe+S^^FeS；

Fe+Cu2+=Fe2++Cu；

+2+

Fe+2H=Fe+H2to

还原齐?「

2.Fe2+---->Fe

Fe2++Zn=Fe+Zn2+；

FeO++H2Q；

3FeO+2Al=^=3Fe+Al2O3。

3收酸鲤Fe3+

2Fe+3Cb=^2FeCh；

Fe+4H++NO；=Fe3++NOt+2西0（稀硝酸）=

3+还原刑「

4.Fe-->Fe

支戛2Fe+3co2；

Fe2O3+3CO：

^^2Fe+Al2O2o

Fe2O3+2AL

5.Fe2+«Fe3+

2Fe2++Cb=2Fe3++2Cr；

2Fe2++Br,=2Fe3++2Br~；

2++3+

2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O；

2++3+

4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O

（亚铁盐溶液在空气中易变质）

3Fe2++4H++NO；=3Fe3++NOt+2比0；

MnO；+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2。；

Cr?O歹+6Fe2++14H+=6Fe3++2CJ++7H2O。

6.Fe3+-Fe2+

2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+（Zn少量）；

2Fe3++Fe=^］（亚铁盐溶液中加入少量铁屑以防止Fe?+被氧化）;

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(FeCb溶液腐蚀电路板)；

3+2+

2Fe+2F=2Fe+l2；

2Fe3++H^S=2Fe2++S；+2H+；

3+2++

2Fe+SO歹+H9Q=2Fe+SOF+2H；

3+2++

2Fe+SO2+2H,O=2Fe+SOF+4H。

知识点四溶液中Fe?+、Fe3+的检验方法

l.Fe?+的检验

方法一：向待检液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水(或H2O2溶液)，溶液立即变红色。

+2+3

方法二：向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氟化钾)溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K+Fe+[Fe(CN)fi]

一=KFe[re(CN)§]I。

方法三：向待检液中滴加NaOH溶液，生成百色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。

2.Fe3+的检验

方法一：向待检液中滴加KSCN（或NH4SCN）溶液，溶液立即变为红色。离子方程式：Fe3++3SCN「

□□Fe(SCN)3。

方法二：向待检液中滴加K41Fe（CN）6］（亚铁氧化钾）溶液，生成蓝色沉淀。

3+2+

注意：Fe>Fe>C「同时存在时不能用酸性KM11O4溶液检验Fe?+（cr能还原酸性KMnO4,有干扰）。

【考法归纳】

有关铁的除杂

主要成分杂质所加试剂及离子方程式

Cl2-2Fe2++Cb=2C厂+2Fe3+(或见0、溶液2Fe2++H2O2+2H+

FeCb(aq)FeCl2

=2Fe3++2H2。)

铁粉,2Fe3++Fe=3Fe?+

FeCl2(aq)FeCl3

铁粉,Cu2++Fe=Cu+Fe2+

FeC12(aq)CuCl2

见。'溶液，2Fe2++H2G>2+2H+=2Fe3++2H2O

Fe2(SO4)3(aq)FeSO4

Fe2O3A12O3过量NaOH溶液,AI2O3+2OH-+3理0=2闻(0电「

【考法归纳】

有关Fe3+、Fe?+的除杂方法

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,与Fe3+水解产生的口反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转

化为Fe（OH）3沉淀而除去。

2.除去Mg?+中混有的Fe?+的方法

先加入氧化剂（如H2O2）将溶液中的Fe?+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）2co3,与Fe?+水解产生的H+反应，促进Fe3+的水解，WFe3

+转化为Fe（OH）3沉淀而除去。

4.除去Ci?+中混有的Fe?+的方法

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

液中的Fe3+。

【真题挑战】

一、单选题

1.(2025•黑吉辽蒙卷・高考真题)微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释

错误的是

选

颜色变化解释

项

空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中，黑色铜丝恢复光亮

A2CuO+C2H50H=CH3CHO+Cu2O+H2O

的紫红色

Mg(OH)2悬浊液中加入Fe.溶液，固体由白色变为

3+2+

B3Mg(OH)2(s)+2Fe=2Fe(OH)3(s)+3Mg

红褐色

FeSC\溶液中力口入K3[Fe(CN)6],浅绿色溶液出现蓝

2+3-+

CFe+[Fe(CN)6]+K=KFe[Fe(CN)6]；

色浑浊

溶液中加入NaOH溶液，溶液由橙色变为黄

DCrg-+2OH-=2CrOj+H2O

色

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

A

【详解】A.醇的催化氧化反应中，铜作催化剂，先发生2CU+G>2=2CUO,然后乙醇与CuO在加热条件下

A

CUO+C2H5OH=CH3CHO+CU+H2O,A错误；

3+

B.因为溶度积常数Kw(Mg(OH)2)大于Kw(Fe(OH)3),所以Fei§Mg(OH)2发生沉淀转化生成Fe(OH)3,

符合溶度积规则，B正确；

C.Fe?+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀，化学方程式为

Fe2++[Fe(CN)6r+K+=KFe[Fe(CN)61J,电荷和配平正确，蓝色浑浊现象合理，C正确；

D.CDO；在碱性条件下转化为CrCV：化学方程式为©弓0；一+2OIF=2CrO：-+凡0,颜色由橙变黄，D

正确；

故选Ao

2.(2025・北京・高考真题)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(FeTiOs)

存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，

水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不氐理的是

A.月壤钛铁矿中存在活泼氢

B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气

C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应

D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量

【答案】B

【详解】A.月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A正确；

B.地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生成”

的说法错误，B错误；

C.生成水时H被氧化（0-+1）,Fe被还原（如+3—0）,存在化合价变化，属于氧化还原反应，C正确；

D.水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，D正确；

故选B。

3.（2025・河南•高考真题）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为

Q（略去部分参与反应的物质和反应条件）。已知X和Q的组成元素相同。

下列说法错误的是

A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料B,溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化

C.RfQ反应需要在强酸性条件下进行D.Q可以通过单质间化合反应制备

【答案】C

【分析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素，根据

固体颜色可知X是FeS2,Y是Fe2C>3,溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe?+,Q是FeS。

【详解】A.Fe2C>3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；

B.含有Fe3+的溶液加热转化为Fe（OH）3胶体，溶液颜色发生变化，B正确；

C.FeS可溶于酸，所以R-Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误；

D.在加热条件下Fe和S化合生成FeS,D正确；

答案选C。

4.（2024.广西.高考真题）某小组对FeJSOJs和K31Fe（CN）6］的性质进行探究：

I.向少量蒸镭水里滴加2滴Fe^SOJs溶液，再滴加2滴KSCN溶液。

II.向少量蒸储水里滴加2滴&[FeCCN%]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。

下列说法正确的是

A.实验I中继续加入少量K2sO,固体，溶液颜色变浅

B.实验II中溶液呈红色

C.KSCN能区分Fe2(SOj和K3[Fe(CN%]

D.焰色试验不能区分Fe?(SO,[和K3[Fe(CN)6]

【答案】C

【详解】A.实验I中，Fe?(SOJ溶液与KSCN溶液反应的实质是：Fe"+3SCN-口Fe(SCN)3,硫酸钾固

体溶于水产生钾离子和硫酸根，并不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，故A错误；

B.实验n中，KsiFeCN%]溶液中存在有K+、[Fe(CN)6:，[Fe(CN)6r并不能电离出Fe3+,因止匕K』Fe(CN)6]

溶液与KSCN溶液并不能发生反应，溶液颜色无明显变化，故B错误；

C.实验I中,KSCN溶液与Fe2(SO,力溶液反应产生Fe(SCN)3,溶液变为红色，但坞[FelCN%]溶液与KSCN

溶液并不能发生反应，K3[Fe(CN)/是一种深红色晶体，水溶液呈黄色，带有黄绿色荧光，因此加入KSCN

可以区分两者，故C正确；

D.焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后，跃迁到较高能量级，然后从较高能量级跃迁到低能

量级，这次跃迁会放出光子，光子的频率若在可见光频率范围内，则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰

为无色，是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内，而KsiFeCN%]中含有钾元素，焰色试验时透过

蓝色钻玻璃可以看到紫色，因此焰色试验可以区分Fe2(SC>4)3和KsiFeCN%],故D错误；

故答案选C。

5.(2023・江苏•高考真题)室温下，探究O.lmollTFeSO”溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是

选

探究目的实验方案

项

向2mLFeSC>4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜

A溶液中是否含有Fe升

色变化

BFe?+是否有还原性向2mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化

CFe?+是否水解向2mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚麟试液，观察溶液颜色变化

Fe2+能否催化Hz。?分

D向2mL5%区。2溶液中滴加几滴Fes。,溶液，观察气泡产生情况

解

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【详解】A.检验溶液中是否含有Fe?+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe?+

氧化为Fe?+干扰实验，A错误；

B.向2mLFeSC>4溶液中滴加几滴酸性KMnO,溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe?+有还原性，B正确；

C.Fe?+发生水解反应Feh2H2O口2JT+Fe(OH)2使溶液显酸性，应向ZmLFeSO,溶液中滴加2~3滴石

蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；

D.向2mL5%应。2溶液中滴加几滴FeSO”溶液，若产生气泡有可能是Fe?+的催化作用，D错误。

故选B。

6.(2023・浙江・高考真题)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是

实验方案现象结论

A往Fe。溶液中加入Zn片短时间内无明显现象Fe?+的氧化能力比Z/弱

往Fe2(SOj溶液中滴加KSCN溶液，再加溶液先变成血红色后

BFe3+与SCN一的反应不可逆

无明显变化

入少量K2sO,固体

将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，

C溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有+3价铁

滴加KSCN溶液

3+

Fe先水解得Fe(OH)3再聚集成

向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持溶液先变成红褐色再

D

续煮沸析出沉淀Fe(OH)3沉淀

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【详解】A.锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时,

表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此FeCb溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者

可以发生反应：FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe,溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知Fe?+的氧化能力比Z/+强，

A错误；

B.溶液变成血红色的原因，Fe3++3SCK匚Fe（SCN）3,与SO〉和K*无关，B错误；

C.铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；

D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe（0H）3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确；

故答案为：D„.

二、解答题

7.（2024.重庆•高考真题）FeS?可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备FeS?的一种实验装置如图所

示（加热及夹持装置略）。

（l）FeSz的制备

此保护下，将溶有S的热二苯醛溶液注射到FeS热油胺溶液中（S过量），继续加热回流2h,冷却至室温,

离心分离，经洗涤得产品Fe邑。

①仪器a的名称为；N?保护的目的是。

②生成FeS2的化学方程式为。

③为除去产品中残留的S,洗涤选用的试剂是（填“应0”或“CS?”）。

⑵FeS2的含量测定

产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用SnCU溶液将Fe3+还原至

Fe”,终点为无色：用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用KzCrq,标准溶液滴定Fe?+至终点。

已知甲基橙的还原反应：氧化态（红色）+nW=还原态（无色）

①SnCU比FeC“易水解，且易被氧化。配制和保存SnCl2溶液需加入的试剂是。

②甲基橙指示终点的过程及作用原理是o

③若称取的产品为ag,LCrq,标准溶液浓度为cmol/L,用量为VmL,FeS?的摩尔质量为M