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【摘要】从初中到高中，关于铁的化学知识不是集中地、系统地分布在某册书的某个章节当中，而是非常分散地穿插在各册书的不同章节中，现在将它们归纳起来，形成一个知识网络，与读者共享。
【关键词】铁元素；铁单质；铁的氧化物；铁的氢氧化物
一、铁元素的存在形态
铁是地壳中含量处于第二位的金属元素，自然界中的铁大多以化合态存在，少数以游离态存在于陨石中。
二、铁单质
（一）物理性质
纯净的铁是银白色金属，它有良好的延展性，能导电和导热，密度是7.86g/cm3，熔点是1535℃ ，沸点是2750℃
（二）化学性质
1.与非金属单质反应
①3Fe+2O2 Fe3O4
铁丝在空气中不能燃烧，只能在纯氧中燃烧。而铁粉能在空气中燃烧，发出耀眼的白光，产物也为Fe3O4
②2Fe+3Cl2 2FeCl3
做铁丝在氧气和氯气中燃烧的两个实验时，都要预先用砂纸擦去表面的氧化膜，再将铁丝弯成螺旋状，铁丝前端要系根火柴。
③Fe+S FeS
该实验用铁粉和硫粉混合后放于石英玻璃试管中加热，效果较好，但要将产生的气体通入氨水中。
2.与氧化物的反应
3Fe+4H2O Fe3O4
该实验用还原性铁粉与水蒸气反应，效果较好。
3.与酸的反应
①Fe+2H+=Fe+H2↑（酸为稀盐酸成稀硫酸）
②Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)+NO↑+2H2O
铁和铝一样，在浓硫酸和浓硝酸中容易钝化，因此，可以用铁或铝制的槽、罐盛运浓硫酸和浓硝酸。
4.与盐的反应
①Fe＋CuSO4=FeSO4+Cu
②Fe+2FeCl3=3FeCl2
反应物中的盐必须是可溶的
（三）铁单质的冶炼
1.炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石
2.炼铁的设备：炼铁高炉
3.炼铁的反应原理：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
①原料中加入石灰石的目的是什么？
②生铁和钢有什么区别？写出“百炼成钢”的化学方程式。
（四）铁的电化腐蚀与防护
在钢铁内部分布许多铁的微粒和碳的微粒，当钢铁表面潮湿的时候，就形成无数微小的原电池，加速了钢铁的腐蚀，这种腐蚀称为钢铁的电化腐蚀，它分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
1.吸氧腐蚀
负极（Fe）Fe-2e- =Fe2+
正极:2H2O+O2+4e-=4OH-析氢腐蚀
负极(Fe):Fe-2e- =Fe2+
正极:2H+2e-=H2↑
2.铁生锈的条件：与空气和水接触
3.铁生锈的防护方法
①在轮船外面焊接锌块（牺牲阳极的阴极保护法）
②在钢铁表面镀锌、锡或铬
③在钢铁表面涂油或刷油漆
④将钢铁进行“烤蓝”处理
⑤在钢中加入铬、镍等金属制成不锈钢
三、铁的氧化物
铁的氧化物有三种，分别是 FeO、Fe2O3、和Fe3O4：其中FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气里加热即迅速被氧化成Fe3O4。Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，它可用作油漆的颜料等。Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁。在其晶体中■显 +2价，■显+3价，它的组成可写成Fe2O3、FeO形式。这三种物质都可用来炼铁。
四、铁的氢氧化物
铁的氢氧化物有两种，分别是 Fe(OH)2和Fe(OH)3，其中Fe(OH)2是白色沉淀，它不稳定，遇到空气中的O2容易变成Fe(OH)3，Fe(OH)3是红褐色沉淀，在制备Fe(OH)2时，要将盛NaOH溶液的胶头滴管深入亚铁盐的溶液中，不管是制取Fe(OH)2还是制取Fe(OH)3，都必须用可溶性碱与可溶性盐反应，若有一个难溶的，反应就不能发生。
[练习] ①制备Fe(OH)2的实验中，能看的什么现象？写出反应的化学方程式
②Mg(OH)2和FeCl3溶液混合能否反应？
③Fe(OH)3胶体是如何制备的呢？
五、Fe2+和Fe3+的转化
Fe2+的溶液是浅绿色，Fe3+的溶液是浅黄色的，它们之间是可以相互转化的，具体如下：
1.Fe2+ ■Fe3+
常用氧化剂有氯水、O2、H2O2、HNO3等。
2.Fe2++Cl2=2Fe3+
3.Fe3+■Fe2+
常用的还原剂是 Fe粉和Cu粉，反应如下：
①2Fe3++Fe=3Fe2+
②2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
[练习]
1.为什么在配制FeCl2溶液时，要加入还原性铁粉？
2.在配制FeCl3溶液时，为什么要加少量盐酸？
六、Fe2+和Fe3+检验
1.Fe3+的检验
①向含Fe3+的溶液中加入NaOH，会出现红褐色沉淀 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
②向含Fe3+的溶液中加入KSCN，会出现血红色 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
③ 向含Fe3+的溶液中加入苯酚，溶液显紫色。
2.Fe2+的检验
①向含Fe2+的溶液中，加入NaOH，会出现白色沉淀，但白色沉淀立即转变成灰绿色，最终变成红褐色。
②向含Fe2+溶液中，加入KSCN，无现象，再加入氯水或稀HNO3，立即出现血红色。
（作者单位：江苏省邳州市明德实验学校）
【关键词】铁元素；铁单质；铁的氧化物；铁的氢氧化物
一、铁元素的存在形态
铁是地壳中含量处于第二位的金属元素，自然界中的铁大多以化合态存在，少数以游离态存在于陨石中。
二、铁单质
（一）物理性质
纯净的铁是银白色金属，它有良好的延展性，能导电和导热，密度是7.86g/cm3，熔点是1535℃ ，沸点是2750℃
（二）化学性质
1.与非金属单质反应
①3Fe+2O2 Fe3O4
铁丝在空气中不能燃烧，只能在纯氧中燃烧。而铁粉能在空气中燃烧，发出耀眼的白光，产物也为Fe3O4
②2Fe+3Cl2 2FeCl3
做铁丝在氧气和氯气中燃烧的两个实验时，都要预先用砂纸擦去表面的氧化膜，再将铁丝弯成螺旋状，铁丝前端要系根火柴。
③Fe+S FeS
该实验用铁粉和硫粉混合后放于石英玻璃试管中加热，效果较好，但要将产生的气体通入氨水中。
2.与氧化物的反应
3Fe+4H2O Fe3O4
该实验用还原性铁粉与水蒸气反应，效果较好。
3.与酸的反应
①Fe+2H+=Fe+H2↑（酸为稀盐酸成稀硫酸）
②Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)+NO↑+2H2O
铁和铝一样，在浓硫酸和浓硝酸中容易钝化，因此，可以用铁或铝制的槽、罐盛运浓硫酸和浓硝酸。
4.与盐的反应
①Fe＋CuSO4=FeSO4+Cu
②Fe+2FeCl3=3FeCl2
反应物中的盐必须是可溶的
（三）铁单质的冶炼
1.炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石
2.炼铁的设备：炼铁高炉
3.炼铁的反应原理：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
①原料中加入石灰石的目的是什么？
②生铁和钢有什么区别？写出“百炼成钢”的化学方程式。
（四）铁的电化腐蚀与防护
在钢铁内部分布许多铁的微粒和碳的微粒，当钢铁表面潮湿的时候，就形成无数微小的原电池，加速了钢铁的腐蚀，这种腐蚀称为钢铁的电化腐蚀，它分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
1.吸氧腐蚀
负极（Fe）Fe-2e- =Fe2+
正极:2H2O+O2+4e-=4OH-析氢腐蚀
负极(Fe):Fe-2e- =Fe2+
正极:2H+2e-=H2↑
2.铁生锈的条件：与空气和水接触
3.铁生锈的防护方法
①在轮船外面焊接锌块（牺牲阳极的阴极保护法）
②在钢铁表面镀锌、锡或铬
③在钢铁表面涂油或刷油漆
④将钢铁进行“烤蓝”处理
⑤在钢中加入铬、镍等金属制成不锈钢
三、铁的氧化物
铁的氧化物有三种，分别是 FeO、Fe2O3、和Fe3O4：其中FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气里加热即迅速被氧化成Fe3O4。Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，它可用作油漆的颜料等。Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁。在其晶体中■显 +2价，■显+3价，它的组成可写成Fe2O3、FeO形式。这三种物质都可用来炼铁。
四、铁的氢氧化物
铁的氢氧化物有两种，分别是 Fe(OH)2和Fe(OH)3，其中Fe(OH)2是白色沉淀，它不稳定，遇到空气中的O2容易变成Fe(OH)3，Fe(OH)3是红褐色沉淀，在制备Fe(OH)2时，要将盛NaOH溶液的胶头滴管深入亚铁盐的溶液中，不管是制取Fe(OH)2还是制取Fe(OH)3，都必须用可溶性碱与可溶性盐反应，若有一个难溶的，反应就不能发生。
[练习] ①制备Fe(OH)2的实验中，能看的什么现象？写出反应的化学方程式
②Mg(OH)2和FeCl3溶液混合能否反应？
③Fe(OH)3胶体是如何制备的呢？
五、Fe2+和Fe3+的转化
Fe2+的溶液是浅绿色，Fe3+的溶液是浅黄色的，它们之间是可以相互转化的，具体如下：
1.Fe2+ ■Fe3+
常用氧化剂有氯水、O2、H2O2、HNO3等。
2.Fe2++Cl2=2Fe3+
3.Fe3+■Fe2+
常用的还原剂是 Fe粉和Cu粉，反应如下：
①2Fe3++Fe=3Fe2+
②2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
[练习]
1.为什么在配制FeCl2溶液时，要加入还原性铁粉？
2.在配制FeCl3溶液时，为什么要加少量盐酸？
六、Fe2+和Fe3+检验
1.Fe3+的检验
①向含Fe3+的溶液中加入NaOH，会出现红褐色沉淀 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
②向含Fe3+的溶液中加入KSCN，会出现血红色 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
③ 向含Fe3+的溶液中加入苯酚，溶液显紫色。
2.Fe2+的检验
①向含Fe2+的溶液中，加入NaOH，会出现白色沉淀，但白色沉淀立即转变成灰绿色，最终变成红褐色。
②向含Fe2+溶液中，加入KSCN，无现象，再加入氯水或稀HNO3，立即出现血红色。
（作者单位：江苏省邳州市明德实验学校）