铁及其氧化物 · 颜值笔记

导读 · 铁的身世

3个核心

自然界几乎全以化合态存在，但陨铁中可存在游离态单质铁——考试常考
地壳中含量排第四：氧、硅、铝、铁、钙
人体必需微量元素中含量最多，血红蛋白靠铁携氧，缺铁会贫血

💡 补铁小常识：铁强化酱油、猪肝、菠菜、红肉都是良好的铁来源。

化合价图谱

0 / +2 / +3 / +6

常见低价态

0价 · +2价

常见高价态

+3价

特殊 +6 价 K₂FeO₄（高铁酸钾）强氧化性 → 杀菌消毒；还原产物 Fe³⁺ 水解 → 净水

🧠 高铁酸钾是"双料选手"：既能杀菌消毒，又能净化水质。

铁单质 · 物理性质

记住颜色

纯净铁块

银白色 · 金属光泽

铁粉

黑色

常温固体，能导电导热，有延展性
具有磁性——和Fe₃O₄一样

化学性质 · 与非金属反应

氯溴正三

常温 · 生锈 4Fe + 3O₂ + xH₂O → 2Fe₂O₃·xH₂O 铁锈主要成分：Fe₂O₃·xH₂O（三氧化二铁带结晶水）

点燃 · 纯氧中 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ 剧烈燃烧，火星四射

加热 · 与氯气 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ 无论如何过量，只生成 +3 价的 FeCl₃（两个固体不反应）

加热 · 与硫 Fe + S → FeS 硫是弱氧化剂，只能把铁氧化到 +2 价

🔥 记忆规律

氯气、溴气 → 正三价；碘、硫 → 正二价

铁与水蒸气反应

超高频考点

高温 3Fe + 4H₂O(g) → Fe₃O₄ + 4H₂ 口诀"三思三思"：3份铁 + 4份水 → Fe₃O₄ + H₂

✅ 出水生成Fe₃O₄的另一种情况：铁在纯氧中点燃 也生成Fe₃O₄。

铁与酸反应全景

重点中的重点

酸	产物	关键
盐酸 / 稀硫酸	Fe²⁺ + H₂↑	只生成 +2 价
足量稀硝酸	Fe³⁺ + NO↑	硝酸足量 → 全氧化到 +3
过量铁 + 稀硝酸	Fe²⁺ + NO↑	铁过量 → 归中生成 +2
常温浓硫酸 / 浓硝酸	钝化	非不反应，反应快速停止
加热浓硫酸	Fe³⁺ + SO₂↑	浓硫酸强氧化
加热浓硝酸	Fe³⁺ + NO₂↑	浓硝酸氧化性强

铁 + 足量稀硝酸 Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

过量铁 + 稀硝酸 3Fe + 8HNO₃ → 3Fe(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

铁 + 加热浓硫酸 2Fe + 6H₂SO₄(浓) → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

铁 + 加热浓硝酸 Fe + 6HNO₃(浓) → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

⚠️ 钝化 ≠ 不反应。常温下铁遇浓硫酸/浓硝酸，表面快速生成致密氧化膜，反应不再持续。

钝化三要素

判断题常客

1

铁或铝单质

2

常温或冷（温度不能高）

3

浓硫酸或浓硝酸

✨ 液氯、液氧可以保存在钢瓶中——常温下铁与干燥的氯气、氧气均不反应。

实验 · 铁与水蒸气

教材实验

湿棉花：提供水蒸气
还原铁粉：黑色粉末，增大接触面积，提高反应速率
肥皂液：收集产生的 H₂
点燃肥皂泡：听到爆鸣声 → 证明产生H₂

🧴 酒精喷灯提供高温；用浓硫酸干燥后先排除水蒸气干扰，再进行后续检验。

铁的氧化物对比

三种

性质	FeO	Fe₂O₃	Fe₃O₄
铁化合价	+2	+3	+2、+3
颜色	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
俗名	—	铁红	磁性氧化铁
磁性	无	无	有
与盐酸	FeCl₂ + H₂O	FeCl₃ + H₂O	FeCl₂ + 2FeCl₃ + H₂O

🧲 Fe₃O₄ 可看作 FeO·Fe₂O₃，包含1个Fe²⁺+2个Fe³⁺，是纯净物（不是混合物）。

氧化物 + 特殊酸

进阶

🟠 与稀硝酸（氧化性酸）

3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 5H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 14H₂O

💡 已经到+3价的Fe₂O₃，硝酸根无法继续氧化，只发生酸碱反应。

🟢 与氢碘酸（还原性酸）

Fe₂O₃ + 6HI → 2FeI₂ + I₂ + 3H₂O

Fe₃O₄ + 8HI → 3FeI₂ + I₂ + 4H₂O

⚠️ Fe³⁺ 遇到 I⁻：2Fe³⁺ + 2I⁻ → 2Fe²⁺ + I₂（Fe³⁺有色氧化性）

易错题快练

4道判断

✓

动物内脏、鱼类可补铁，防止缺铁性贫血 → 正确

✗

铁元素最高化合价是 +3 → 错（还有 +6 高铁酸钾）

✗

炙热铁水注入模具前无需干燥 → 错（铁与水高温反应生成H₂，易燃易爆）

✗

铁单质熔沸点低 → 错（铁熔沸点偏高）

转移电子数判定

看产物价态

🔢 56g铁 (1 mol) 与 O₂ 反应

生成 Fe₂O₃ → 转移 3 mol e⁻；生成 Fe₃O₄ → 转移 8/3 mol e⁻。不一定是 8/3 NA，由产物价态决定。

🔢 生成 22.4 L H₂（标况）

1 mol H₂ 由 2 mol H⁺ 得 2 mol e⁻ → 转移电子数一定为 2NA。

🔢 0.3 mol FeO 在空气中加热

3FeO + O₂ → Fe₃O₄，3 mol FeO 转移 2 mol e⁻ → 0.3 mol 转移 0.2 mol e⁻。

总结 · 记忆串

★

氯溴正三，碘硫正二——铁与氧化剂反应的价态规律

★

三思三思——3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂

★

铁红 = Fe₂O₃，磁性 = Fe₃O₄

★

钝化非不反应，只是快速停止

★

转移电子看产物，不盲目下结论

"化学方程式不是死记硬背，
而是理解本质 + 配平技巧。"
—— 杰哥