高中化学必修第一册 铁及其化合物 知识清单【2026届】

高中化学必修第一册铁及其化合物知识清单【2026届】一、铁的单质（Fe）——变价金属的典型代表【基础概念】铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属。其原子结构示意图为，最外层有2个电子，在化学反应中不仅容易失去最外层2个电子形成Fe²⁺，还能进一步失去次外层的1个电子形成Fe³⁺，因此铁具有可变的化合价（+2、+3价），这是其化学性质的灵魂所在。（一）物理性质【基础】纯铁是具有银白色金属光泽的固体，熔点较高，具有良好的延展性、导电性和导热性。最重要的特性之一是具有铁磁性，能被磁铁吸引。而生活中常见的铁（如生铁、钢）通常是铁的合金，颜色和硬度会有所变化。（二）化学性质——核心：铁作为还原剂，可被氧化为+2价或+3价【重中之重】铁与不同氧化剂反应，产物中铁元素的价态取决于氧化剂的强弱。与弱氧化剂反应生成+2价铁，与强氧化剂反应生成+3价铁。1.与非金属单质的反应：▲与强氧化剂（如Cl₂、Br₂）反应：即使铁过量，也直接生成高价态。2Fe

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3Cl2→点燃2FeCl3\{2Fe+3Cl}_2\xrightarrow{\{点燃}}\{2FeCl}_32Fe

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3Cl2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2FeCl3​（产生棕褐色的烟）【高频考点】★注意：FeCl₃固体是由Fe和Cl₂直接化合得到的唯一氯化物，不能用Fe和盐酸反应制取。▲与弱氧化剂（如S、I₂）反应：生成低价态。Fe

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S→ΔFeS\{Fe+S}\xrightarrow{\Delta}\{FeS}Fe

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SΔ<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​FeS（黑色固体）【高频考点】▲与O₂反应：常温下，铁在潮湿空气中被腐蚀生成铁锈（主要成分Fe₂O₃·xH₂O）。纯氧中点燃：3Fe

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2O2→点燃Fe3O4\{3Fe+2O}_2\xrightarrow{\{点燃}}\{Fe}_3\{O}_43Fe

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2O2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​Fe3​O4​（黑色晶体，也可写作FeO·Fe₂O₃，其中铁元素呈+2、+3价）【难点辨析】2.与水的反应：【基础】常温下，铁与水不反应。在高温下，铁与水蒸气发生置换反应：3Fe

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4H2O(g)→高温Fe3O4+4H2\{3Fe+4H}_2\{O}(g)\xrightarrow{\{高温}}\{Fe}_3\{O}_4+4\{H}_23Fe

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4H2​O(g)高温<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​Fe3​O4​+4H2​★考点：该反应不是燃烧，但属于氧化还原反应，生成物不是Fe₂O₃，而是磁性氧化铁Fe₃O₄。3.与酸的反应：▲与非氧化性酸（如稀盐酸、稀硫酸）反应：弱氧化剂（H⁺）将铁氧化为Fe²⁺。Fe+2H+=Fe2++H2↑\{Fe}+2\{H}^+=\{Fe}^{2+}+\{H}_2↑Fe+2H+=Fe2++H2​↑（溶液由无色变为浅绿色）【基础】▲与氧化性酸（如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸）反应：【重点/难点】常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中发生“钝化”（表面生成致密氧化膜），因此可用铁罐车运输浓硫酸和浓硝酸。与稀硝酸反应，不产生H₂。产物中铁的价态与硝酸用量有关：稀硝酸过量（少量铁）：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O\{Fe}+4\{HNO}_3(\{稀})=\{Fe}(\{NO}_3)_3+\{NO}↑+2\{H}_2\{O}Fe+4HNO3​(稀)=Fe(NO3​)3​+NO↑+2H2​O（生成Fe³⁺）铁过量（少量硝酸）：3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O\{3Fe}+8\{HNO}_3(\{稀})=3\{Fe}(\{NO}_3)_2+2\{NO}↑+4\{H}_2\{O}3Fe+8HNO3​(稀)=3Fe(NO3​)2​+2NO↑+4H2​O（生成Fe²⁺）介于两者之间时，Fe²⁺和Fe³⁺共存。这是高考计算题和图像题的热点。4.与盐溶液的反应：【基础应用】▲与CuSO₄溶液：Fe+Cu2+=Fe2++Cu\{Fe}+\{Cu}^{2+}=\{Fe}^{2+}+\{Cu}Fe+Cu2+=Fe2++Cu（湿法炼铜原理，铁表面有红色物质析出，溶液颜色变浅）。▲与FeCl₃溶液：Fe+2Fe3+=3Fe2+\{Fe}+2\{Fe}^{3+}=3\{Fe}^{2+}Fe+2Fe3+=3Fe2+（用于除去FeCl₃溶液中的FeCl₃杂质或防止Fe²⁺被氧化而加入铁粉）。（三）工业冶炼【拓展视野】高炉炼铁：利用还原剂（如CO）将铁从铁矿石中还原出来。Fe2O3+3CO→高温2Fe+3CO2\{Fe}_2\{O}_3+3\{CO}\xrightarrow{\{高温}}2\{Fe}+3\{CO}_2Fe2​O3​+3CO高温<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2Fe+3CO2​二、铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）——性质与用途辨析【基础分类】三者均为碱性氧化物（Fe₃O₄除外，它不是典型的碱性氧化物，但与酸反应生成两种盐）。化学式氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe₂O₃)四氧化三铁(Fe₃O₄)俗称—铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体（有磁性）铁元素价态+2价+3价+2价（1/3）、+3价（2/3）【难点】与非氧化性酸(HCl)反应FeO+2H+=Fe2++H2O\{FeO}+2\{H}^+=\{Fe}^{2+}+\{H}_2\{O}FeO+2H+=Fe2++H2​OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O\{Fe}_2\{O}_3+6\{H}^+=2\{Fe}^{3+}+3\{H}_2\{O}Fe2​O3​+6H+=2Fe3++3H2​OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O\{Fe}_3\{O}_4+8\{H}^+=\{Fe}^{2+}+2\{Fe}^{3+}+4\{H}_2\{O}Fe3​O4​+8H+=Fe2++2Fe3++4H2​O【高频考点】与还原剂(CO)反应FeO+CO→ΔFe+CO2\{FeO}+\{CO}\xrightarrow{\Delta}\{Fe}+\{CO}_2FeO+COΔ<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​Fe+CO2​Fe2O3+3CO→Δ2Fe+3CO2\{Fe}_2\{O}_3+3\{CO}\xrightarrow{\Delta}2\{Fe}+3\{CO}_2Fe2​O3​+3COΔ<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2Fe+3CO2​Fe3O4+4CO→Δ3Fe+4CO2\{Fe}_3\{O}_4+4\{CO}\xrightarrow{\Delta}3\{Fe}+4\{CO}_2Fe3​O4​+4COΔ<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​3Fe+4CO2​空气中稳定性不稳定，受热易被氧化稳定稳定主要用途—红色油漆、涂料、炼铁原料【热点】磁带、记录材料★【易错点】FeO在空气中加热会迅速被氧化成Fe₃O₄或Fe₂O₃，隔绝空气制备。Fe₃O₄与酸反应书写方程式时，可将其拆分为FeO·Fe₂O₃来理解产物。三、铁的氢氧化物——制备的陷阱与转化（一）物理性质与化学性质氢氧化物氢氧化亚铁Fe(OH)₂氢氧化铁Fe(OH)₃色、态白色固体红褐色固体【基础】溶解性均难溶于水与酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O\{Fe(OH)}_2+2\{H}^+=\{Fe}^{2+}+2\{H}_2\{O}Fe(OH)2​+2H+=Fe2++2H2​OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O\{Fe(OH)}_3+3\{H}^+=\{Fe}^{3+}+3\{H}_2\{O}Fe(OH)3​+3H+=Fe3++3H2​O受热分解隔绝空气加热：Fe(OH)2→ΔFeO+H2O\{Fe(OH)}_2\xrightarrow{\Delta}\{FeO}+\{H}_2\{O}Fe(OH)2​Δ<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​FeO+H2​O（空气中最终被氧化）2Fe(OH)3→ΔFe2O3+3H2O2\{Fe(OH)}_3\xrightarrow{\Delta}\{Fe}_2\{O}_3+3\{H}_2\{O}2Fe(OH)3​Δ<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​Fe2​O3​+3H2​O（现象：红褐色固体变为红棕色粉末）【基础】还原性强还原性，极易被空气中O₂氧化【重中之重】较稳定，不与O₂反应（二）Fe(OH)₂的制备实验与防氧化措施【必考实验/难点】实验室用可溶性亚铁盐（如FeSO₄）与碱（如NaOH）反应：Fe2++2OH−=Fe(OH)2↓\{Fe}^{2+}+2\{OH}^=\{Fe(OH)}_2↓Fe2++2OH−=Fe(OH)2​↓然而，白色沉淀Fe(OH)₂迅速被空气氧化，经历灰绿色最终变为红褐色的Fe(OH)₃：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)34\{Fe(OH)}_2+\{O}_2+2\{H}_2\{O}=4\{Fe(OH)}_34Fe(OH)2​+O2​+2H2​O=4Fe(OH)3​★【解题关键】为了能长时间观察到白色沉淀，核心原则是“隔绝氧气（O₂）”。常用措施归纳如下：1.驱逐溶液中溶解氧：将配制FeSO₄和NaOH溶液的蒸馏水煮沸，快速冷却后使用。2.营造无氧环境或油层隔离：(1)在FeSO₄液面上加一层植物油或苯（有机层），滴管伸入液面下滴加NaOH溶液。(2)用长胶头滴管吸取NaOH溶液后，直接插入FeSO₄溶液底部再挤出。3.利用还原性气体保护：在Fe与稀H₂SO₄反应生成FeSO₄的同时，利用产生的H₂排尽装置内空气，并保持H₂气氛保护（典型实验装置图需掌握）。【常见题型】选择题中描述现象：“白色沉淀→灰绿色→红褐色”，这是Fe(OH)₂被氧化的特征过程，直接判断。四、铁盐与亚铁盐——“铁三角”的核心转化【重中之重】这是整个章节的知识枢纽，围绕Fe、Fe²⁺、Fe³⁺三种价态之间的相互转化。（一）“铁三角”转化关系图（核心思维模型）▲1.Fe只有还原性——被氧化→Fe²⁺或Fe³⁺▲2.Fe²⁺既有氧化性又有还原性（以还原性为主）▲3.Fe³⁺只有氧化性（中等强度氧化剂）——被还原→Fe²⁺或Fe（二）核心反应方程式梳理【高频考点清单】【Fe→Fe²⁺】（弱氧化剂：S、H⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、I₂等）①Fe+2H+=Fe2++H2↑\{Fe}+2\{H}^+=\{Fe}^{2+}+\{H}_2↑Fe+2H+=Fe2++H2​↑②Fe+Cu2+=Fe2++Cu\{Fe}+\{Cu}^{2+}=\{Fe}^{2+}+\{Cu}Fe+Cu2+=Fe2++Cu③Fe+2Fe3+=3Fe2+\{Fe}+2\{Fe}^{3+}=3\{Fe}^{2+}Fe+2Fe3+=3Fe2+（用于FeCl₃腐蚀液回收铜、除杂等）【Fe→Fe³⁺】（强氧化剂：Cl₂、Br₂、过量浓HNO₃等）④2Fe+3Cl2→点燃2FeCl32\{Fe}+3\{Cl}_2\xrightarrow{\{点燃}}2\{FeCl}_32Fe+3Cl2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2FeCl3​⑤Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O\{Fe}+4\{HNO}_3(\{稀})=\{Fe}(\{NO}_3)_3+\{NO}↑+2\{H}_2\{O}Fe+4HNO3​(稀)=Fe(NO3​)3​+NO↑+2H2​O(铁少量)【Fe²⁺→Fe³⁺】（需加入氧化剂：Cl₂、O₂、H₂O₂、KMnO₄(H⁺)、HNO₃等）⑥2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−2\{Fe}^{2+}+\{Cl}_2=2\{Fe}^{3+}+2\{Cl}^2Fe2++Cl2​=2Fe3++2Cl−（检验Fe²⁺时，先加KSCN不变色，后加氯水变红）⑦4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O4\{Fe}^{2+}+\{O}_2+4\{H}^+=4\{Fe}^{3+}+2\{H}_2\{O}4Fe2++O2​+4H+=4Fe3++2H2​O（Fe²⁺溶液易被空气氧化变质的原因）⑧2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O2\{Fe}^{2+}+2\{H}^++\{H}_2\{O}_2=2\{Fe}^{3+}+2\{H}_2\{O}2Fe2++2H++H2​O2​=2Fe3++2H2​O（绿色氧化剂，不引入杂质，常用于除Fe²⁺）【Fe³⁺→Fe²⁺】（需加入还原剂：Fe、Cu、I⁻、SO₂等）⑨2Fe3++Fe=3Fe2+2\{Fe}^{3+}+\{Fe}=3\{Fe}^{2+}2Fe3++Fe=3Fe2+（保存Fe²⁺溶液加铁粉的原因）⑩2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+2\{Fe}^{3+}+\{Cu}=2\{Fe}^{2+}+\{Cu}^{2+}2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+（印刷电路板腐蚀原理）【热点】⑪2Fe3++2I−=2Fe2++I22\{Fe}^{3+}+2\{I}^=2\{Fe}^{2+}+\{I}_22Fe3++2I−=2Fe2++I2​（Fe³⁺与I⁻不能大量共存）⑫2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42−+4H+2\{Fe}^{3+}+\{SO}_2+2\{H}_2\{O}=2\{Fe}^{2+}+\{SO}_4^{2}+4\{H}^+2Fe3++SO2​+2H2​O=2Fe2++SO42−​+4H+【Fe³⁺→Fe】（强还原剂：Zn、Al等活泼金属）⑬2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+2\{Fe}^{3+}+\{Zn}=2\{Fe}^{2+}+\{Zn}^{2+}2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+（Zn少量）⑭2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+2\{Fe}^{3+}+3\{Zn}=2\{Fe}+3\{Zn}^{2+}2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+（Zn过量）（三）Fe²⁺与Fe³⁺的检验方法【必考实验】检验对象方法一：观察颜色方法二：加KSCN溶液方法三：加碱溶液(NaOH)其他特征反应Fe²⁺浅绿色溶液无现象→再滴加氯水（或H₂O₂）后变红产生白色絮状沉淀→迅速变为灰绿色→最后变为红褐色加铁氰化钾K3[Fe(CN)6]\{K}_3[\{Fe(CN)}_6]K3​[Fe(CN)6​]溶液，产生深蓝色沉淀（特征反应，高考新宠）【重要】Fe³⁺棕黄色溶液溶液变为血红色（最灵敏、最常用）【基础】产生红褐色沉淀加苯酚（C6H5OH\{C}_6\{H}_5\{OH}C6​H5​OH）溶液显紫色；★【易错辨析】“加KSCN溶液变红，则一定是Fe³⁺”，这是正确的。“加KSCN溶液不变红，则一定没有Fe³⁺”，这是正确的（在无干扰下）。但“加KSCN溶液不变红，则一定是Fe²⁺”，这是错误的，也可能无铁离子。（四）Fe²⁺和Fe³⁺溶液的保存与除杂【高频考点】▲Fe²⁺溶液：易被氧化，易水解。保存：加入少量稀硫酸（抑制水解）和少量铁粉（防止Fe²⁺被氧化）。除杂：FeCl₂(FeCl₃)——加入过量铁粉，过滤：2Fe3++Fe=3Fe2+2\{Fe}^{3+}+\{Fe}=3\{Fe}^{2+}2Fe3++Fe=3Fe2+▲Fe³⁺溶液：易水解。保存：加入少量稀盐酸（或稀硫酸）抑制水解。除杂：FeCl₃(FeCl₂)——通入足量氯气或加入H₂O₂：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−2\{Fe}^{2+}+\{Cl}_2=2\{Fe}^{3+}+2\{Cl}^2Fe2++Cl2​=2Fe3++2Cl−或2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O2\{Fe}^{2+}+2\{H}^++\{H}_2\{O}_2=2\{Fe}^{3+}+2\{H}_2\{O}2Fe2++2H++H2​O2​=2Fe3++2H2​O（后者更优，无杂质）五、考点、考向与解题策略【精华总结】（一）【高频考点】“铁三角”在离子共存、氧化还原反应中的应用1.不能大量共存的离子对：Fe²⁺与NO3−+H+\{NO}_3^+\{H}^+NO3−​+H+（相当于HNO₃）、ClO−\{ClO}^ClO−、MnO4−\{MnO}_4^MnO4−​等氧化性离子。Fe³⁺与S2−\{S}^{2}S2−（反应生成S或Fe₂S₃沉淀）、I−\{I}^I−、SO32−\{SO}_3^{2}SO32−​等还原性离子。2.氧化性、还原性强弱比较：(1)还原性：I−>Fe2+>Br−\{I}^>\{Fe}^{2+}>\{Br}^I−>Fe2+>Br−。据此可判断向FeI₂、FeBr₂溶液中通入Cl₂的先后顺序及产物。向FeBr₂溶液中通入少量Cl₂：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−2\{Fe}^{2+}+\{Cl}_2=2\{Fe}^{3+}+2\{Cl}^2Fe2++Cl2​=2Fe3++2Cl−（只氧化Fe²⁺）。向FeI₂溶液中通入少量Cl₂：2I−+Cl2=I2+2Cl−2\{I}^+\{Cl}_2=\{I}_2+2\{Cl}^2I−+Cl2​=I2​+2Cl−（先氧化I⁻）。（二）【难点】涉及铁及其化合物的计算——终态法、得失电子守恒常见题型：Fe、FeO、Fe₂O₃、CuO等混合物与酸反应后，再加碱生成沉淀，或与硝酸反应生成气体。▲【解题步骤】1.抓“特殊现象”：加入KSCN不变红（说明最终溶液中无Fe³⁺，全部以Fe²⁺形式存在）。2.用“终态思维”：不必纠缠中间过程，直接分析最终产物的组成。【典例】将Fe和Fe₂O₃的混合物溶于盐酸中，固体全部溶解，且加入KSCN溶液不变红。则最终溶液中的溶质只有FeCl₂。根据Cl⁻守恒，n(FeCl₂)=1/2n(HCl)。若涉及与HNO₃反应，则利用电子守恒：金属失电子总数=HNO₃得电子总数（生成NO、NO₂等）。（三）【热点】结合工艺流程考查Fe³⁺的水解与氧化性1.刻蚀铜电路板：利用2Fe3++Cu=2F