（七）铁及其化合物
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1、铁
（ 1）过渡元素位于周期表中中部从Ⅲ B～Ⅱ B族十个纵行，分属于第四周期至第七周期。过渡元素都是金属，又叫过渡金属。过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。
过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去电子，因此过渡元素有可变化合价。
当 Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的 2个电子，形成 Fe 2+；当 Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成 Fe 3+。这就是铁在其化合物中通常显+ 2价或+ 3价的原因。则 Fe发生化学反应能得到+ 2价还是+ 3价，需看参加反应的氧化剂的强弱，有时还要看反应物的量之间的关系。
（ 2）铁的性质：
原子结构示意图：
物理性质：
铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为 7.86 g/㎝ 3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。
化学性质：
①与非金属反应： 3 Fe+ 2 O 2
Fe 3 O 4； 2 Fe+ 3 C 1 2
2 FeCl 3（铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色） Fe+ S
FeS。
说明：铁跟氯气、硫反应时，分别生成+ 2价和+ 3价的铁，说明氧化性：氯气＞硫。
②与水反应：
在常温下，在空气中的水和 O 2等的共同作用下， Fe易被腐蚀(铁生锈)。
在高温下，铁能与水蒸气反应生成 H 2： 3 Fe+ 4 H 2 O (g) Fe 3 O 4+ 4 H 2。
③与酸反应：与非氧化性酸的反应： Fe+ 2 H＋ ＝ Fe 2＋ + H 2↑。
与氧化性酸： a. HNO 3(稀)过量时生成 Fe 3+： Fe＋ 4 HNO 3(稀)= Fe( NO 3) 3＋ NO↑＋ 2 H 2 O；
b．铁粉过量时生成 Fe： 3 Fe＋ 8 HNO 3(稀)= 3 Fe( NO 3) 2＋ 2 NO↑＋ 4 H 2 O；
c.铁遇到冷的浓 H 2 SO 4、浓 HNO 3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓 H 2 SO 4或浓 HNO 3中。
④铁与盐溶液的反应
铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属： Fe＋ CuSO 4= Cu＋ FeSO 4。
铁能与 FeCl 3溶液反应生成 FeCl 2： 2 Fe 3+＋ Fe= 3 Fe 2+。
2、铁的氧化物
（ 1）各化合价铁对应氧化物、氢氧化物及盐：
（ 2）铁的氧化物的性质
注意： Fe 3 O 4是复杂的化合物，经研究证明，在 Fe 3 O 4晶体中有 1/3的 Fe是+ 2价，有 2/3的 Fe是+ 3价，可看成 FeO· Fe 2 O 3，实际应写成 Fe( FeO 2) 2,即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。
3、铁的氢氧化物
注意： Fe (OH) 2和 Fe (OH) 3从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。而 Fe (OH) 2极不稳定，易被氧化成 Fe (OH) 3，反应现象是：白色→灰绿色→红褐色。
若要观察到白色的 Fe (OH) 2沉淀，需要创造以下条件：
（ 1）排除亚铁盐溶液里的 Fe 3+离子，以免 Fe 3+离子直接与 OH-结合生成 Fe (OH) 3。
（ 2）尽量排除溶液中溶解的氧气（绝对排除是办不到的），以减慢生成的 Fe (OH) 2被氧化成 Fe (OH) 3的速度。
反应要用新制备的亚铁盐溶液，并放入少量的铁以防止 Fe 3+离子产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气，然后，把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液，可观察到白色絮状沉淀。
4、 Fe 2+和 Fe 3+的检验及溶液配制
（ 1）离子性质
（ 2）检验方法：
①用 KSCN溶液和氯水
相关离子方程式： 2 Fe 2＋ + Cl 2＝ 2 Fe 3＋ + 2 Cl－； Fe 3＋ + 3 SCN－ ＝ Fe (SCN) 3；
②用 NaOH溶液或氨水
相关反应方程式： Fe 2+＋ 2 OH—= Fe (OH) 2↓； 4 Fe (OH) 2＋ O 2＋ 2 H 2 O= 4 Fe (OH) 3。
（ 3）在配制含有 Fe 2+的溶液时要加入少量铁粉防止其被氧化，加入对应酸抑制水解；在配制含有 F
e 3+的溶液时，为了抑制水解，一般将盐溶入对应酸里，再加水稀释。例如：配置 FeCl 3溶液时，将 FeCl 3溶解在浓盐酸里在加水稀释。
注意： FeCl 3溶液在与许多试剂反应时会出现特殊现象，可作为鉴别 Fe 3+的依据。
①向 FeCl 3溶液中加几滴 KSCN溶液呈红色；
② FeCl 3与 NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；
③向 FeCl 3溶液中加入过量 Fe粉，溶液变浅绿色；
④向 FeCl 3溶液中加入过量 Cu粉，溶液变蓝绿色；
⑤将 FeCl 3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变蓝色；
⑥将饱和 FeCl 3溶液滴入沸水中，生成红褐色 Fe (OH) 3胶体；
⑦加入苯酚显紫色（即显色反应）。
