### 铁及其化合物知识点详解
#### 一、铁元素概述
- **自然界中的存在形式**：铁在自然界中以单质和化合物两种形式存在。单质形态主要存在于陨铁中，而化合物形态则广泛存在于各种矿石中，常见的有+2价和+3价的铁化合物。
- **地壳含量排名**：铁在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅、铝。
- **开发利用历史**：早在春秋初期，中国就已经掌握了冶铁技术。工业上炼铁的主要原理是以Fe2O3为原料，在高温下用一氧化碳(CO)还原成铁，化学方程式为：\[3CO + Fe_2O_3 \rightarrow 2Fe + 3CO_2\]。
#### 二、铁的单质
- **物理性质**：铁具有良好的延展性、导热性和导电性。其导电性虽不如铜和铝，但铁能被磁铁吸引。铁的熔点为1535℃，沸点为2750℃，密度约为7.86g/cm³。
- **化学性质**
- 与非金属单质反应：铁可以与氧气(Cl2)等非金属单质反应，例如铁与氯气(Cl2)反应生成氯化铁(FeCl3)，化学方程式为\[2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3\]。
- 与酸反应：铁能与盐酸或稀硫酸反应放出氢气，化学方程式为\[Fe + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2↑\]。
- 与某些盐反应：铁能与含有Cu2+的溶液反应置换出铜，化学方程式为\[Fe + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu\]。
- 与水蒸气反应：虽然铁与冷水和热水几乎不反应，但在高温下可以与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。
#### 三、铁的重要化合物
- **铁的氧化物**
- FeO（氧化亚铁）：黑色粉末，不稳定。
- Fe2O3（氧化铁）：红棕色固体，是铁锈的主要成分。
- Fe3O4（四氧化三铁）：黑色晶体，具有磁性，可以通过铁与氧气在不同条件下反应得到。
- **铁的氢氧化物**
- Fe(OH)2（氢氧化亚铁）：白色固体，易被氧化成Fe(OH)3。
- Fe(OH)3（氢氧化铁）：红褐色固体，是一种弱碱。
- **铁盐与亚铁盐**
- **Fe3+的检验方法**：加入KSCN溶液，溶液会变成血红色。
- **Fe2+和Fe3+之间的相互转化**
- FeCl3溶液与铁粉反应生成Fe2+，离子方程式为\[2Fe^{3+} + Fe \rightarrow 3Fe^{2+}\]。
- FeCl2溶液与氯水反应生成Fe3+，离子方程式为\[2Fe^{2+} + Cl_2 \rightarrow 2Fe^{3+} + 2Cl^-\]。
- FeCl3溶液与覆铜板反应生成Fe2+，离子方程式为\[2Fe^{3+} + Cu \rightarrow 2Fe^{2+} + Cu^{2+}\]。
#### 四、练习题解析
1. **判断题解析**
- (1)Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，而不是Fe2O3，因此错误。
- (2)铁的氧化物并非全部为黑色固体，例如Fe2O3为红棕色。
- (3)Fe3O4为单一物质，其中Fe的化合价既有+2也有+3，但并不是混合物。
- (4)Fe(OH)2和Fe(OH)3都是弱碱，均可与盐酸反应生成盐和水。
- (5)Fe(OH)2确实容易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe(OH)3。
- (6)Fe2+遇到氧化剂如Cl2、KMnO4、H2O2均会被氧化为Fe3+。
- (7)FeCl3溶液与Fe、Cu反应体现了FeCl3的氧化性而非还原性。
- (8)Fe3+遇KSCN溶液生成的是血红色溶液而非沉淀。
2. **选择题解析**
- C选项中的说法不正确，因为Fe与水蒸气反应生成的是Fe3O4，其中Fe的化合价既有+2也有+3。
3. **离子方程式解析**
- D选项正确，Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀，正确离子方程式为\[Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3↓\]。
以上内容详细介绍了铁及其化合物的相关知识点，并通过实例解析加深了对这些知识点的理解。
