高中化学铁元素：实战反应与记忆技巧

【来源：易教网 更新时间：2025-11-11】

铁与不同试剂的反应产物差异大，必须分清楚。铁与水蒸气在高温下反应：\( 3\text{Fe} + 4\text{H}_2\text{O}(g) \xrightarrow{\Delta} \text{Fe}_3\text{O}_4 + 4\text{H}_2 \)。

这个反应在实验室不常用，但考试必考。铁在氧气中燃烧也生成\( \text{Fe}_3\text{O}_4 \)，所以两者产物相同。

铁与氯气反应：\( 2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3 \)。氯气是强氧化剂，铁被氧化到+3价。

铁与盐酸反应：\( \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \)。盐酸氧化性弱，铁只到+2价。氯气让铁变+3，盐酸让铁变+2。

铁的氧化物有三种常见类型。氧化亚铁(\( \text{FeO} \))是黑色粉末，但不稳定，易被空气氧化成\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)，实验室很少见。氧化铁(\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \))是红棕色，俗称铁红，用作红色颜料和油漆。

铁锈的主要成分是\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot n\text{H}_2\text{O} \)，所以铁锈呈红棕色。磁性氧化铁(\( \text{Fe}_3\text{O}_4 \))是黑色晶体，有磁性，铁在氧气中燃烧的产物。

炼铁原料中，赤铁矿主要成分是\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)。高炉炼铁时，一氧化碳还原氧化铁：\( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \xrightarrow{\text{高温}} 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \)。

铁被还原，这是工业基础。

铁的盐类颜色和性质是重点。\( \text{Fe}^{2+} \)溶液呈浅绿色，有还原性，易被氧化成\( \text{Fe}^{3+} \)。例如，加氯水后，颜色从浅绿变棕黄。\( \text{Fe}^{3+} \)溶液呈棕黄色，有氧化性，能被还原成\( \text{Fe}^{2+} \)。

铁粉加入\( \text{FeCl}_3 \)溶液：\( 2\text{FeCl}_3 + \text{Fe} \rightarrow 3\text{FeCl}_2 \)，溶液颜色由棕黄变浅绿。

鉴别\( \text{Fe}^{2+} \)和\( \text{Fe}^{3+} \)的实用方法：加氢氧化钠溶液。\( \text{Fe}^{2+} \)生成白色\( \text{Fe(OH)}_2 \)沉淀，迅速氧化成灰绿色，最后变成红褐色\( \text{Fe(OH)}_3 \)。

\( \text{Fe}^{3+} \)直接生成红褐色\( \text{Fe(OH)}_3 \)沉淀。记住这个颜色变化序列：“白→灰绿→红褐”是\( \text{Fe}^{2+} \)的特征。

\( \text{Fe}^{3+} \)与铜反应：\( 2\text{FeCl}_3 + \text{Cu} \rightarrow 2\text{FeCl}_2 + \text{CuCl}_2 \)，溶液颜色由棕黄变蓝绿，常用于电路板蚀刻。

\( \text{Fe}^{3+} \)与硫化氢反应：\( 2\text{FeCl}_3 + \text{H}_2\text{S} \rightarrow 2\text{FeCl}_2 + \text{S} \downarrow + 2\text{HCl} \)，生成淡黄色硫沉淀，溶液变浑浊，是检验\( \text{Fe}^{3+} \)的好方法。

常见错误：铁与盐酸反应生成\( \text{FeCl}_2 \)，不是\( \text{FeCl}_3 \)。考试中，题目说“铁与稀盐酸反应”，产物一定是\( \text{FeCl}_2 \)。

铁锈是\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot n\text{H}_2\text{O} \)，而赤铁矿是\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)，注意区分。

铁红(\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \))不仅用于颜料，还用于防锈油漆，因为能形成保护层。

实用记忆技巧：画价态变化图。铁从0价开始，与弱氧化剂（如盐酸）得+2价，与强氧化剂（如氯气）得+3价。\( \text{Fe}^{2+} \)可被氧化，\( \text{Fe}^{3+} \)可被还原。实验中，\( \text{Fe}^{2+} \)溶液易被空气氧化，配制时加少量盐酸防氧化；

\( \text{Fe}^{3+} \)溶液相对稳定。

考试高频题：铁与足量氯气反应产物是\( \text{FeCl}_3 \)，与少量氯气也是\( \text{FeCl}_3 \)，因为氯气过量。\( \text{Fe}^{2+} \)与稀硝酸反应时，硝酸的氧化性使Fe变成Fe，颜色变化明显。

铁锈的形成是铁与氧气和水反应，生成水合氧化铁\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot n\text{H}_2\text{O} \)，这就是为什么铁在潮湿环境中容易生锈。日常生活中，铁锅、铁钉防锈常用涂油或油漆，油漆中常含铁红颜料。

多做练习题巩固这些核心内容。例如，看到“铁与氯气反应”，直接写\( \text{FeCl}_3 \)；看到“铁与盐酸反应”，写\( \text{FeCl}_2 \)。鉴别实验题，记住颜色变化序列。考试中，这些点分值高，别丢分。

铁的知识点不复杂，关键是理清逻辑。你是不是对铁的反应更清晰了？动手试试，下次考试轻松拿下相关题目。多练多记，化学成绩自然提升。