“铁三角”及其应用
河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131
栾春武：中学高级教师，河北省化学学会会员。市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。
在学习铁及其化合物的性质时，铁的变价特征是其性质的重点和难点，不但要掌握Fe3+具有氧化性，Fe具有还原性，Fe2+ 既有氧化性又有还原性的基础知识，还要掌握铁及其化合物的重要性质以及它们的之间的相互转化关系，铁的重要化合物包括铁的各种氧化物、氢氧化物、铁的盐、亚铁盐等。铁的氧化物具有碱性氧化物的通性，是炼铁的主要原料。铁的氢氧化物有Fe(OH)2、Fe(OH)3两种，它们都是不溶于水的弱碱，其中Fe(OH)2还具有较强的还原性。铁盐（Fe3+）具有较强的氧化性，亚铁盐（Fe2+）具有较强的还原性；Fe3+与SCN－反应生成Fe(SCN)3，溶液变成血红色，由于Fe2+与SCN－不显血红色，利用Fe3+的这一特征反应，可以检验Fe3+。在一定的条件下Fe3+、 Fe2+、Fe之间的转化关系，我们可以用如图（铁三角）表示。
一、Fe和Fe2+的相互转化
从转化图上可以看出：Fe与弱氧化剂（S、I2、Cu2+、Ag+、非氧化性酸等）反应时生成+2价铁的化合物，+2价铁的化合物与强还原剂或在高温下与碳、铝、镁、CO等反应时，可以被还原成单质铁。
二、Fe和Fe3+的相互转化
从转化图上可以看出：Fe与强氧化剂（Cl2、Br2、热的浓H2SO4、HNO3等）反应时生成+3价铁的化合物；+3价铁的化合物与强还原剂碳、铝、H2、CO等反应时，可以被还原成单质铁；铁与O2、H2O(g)反应时，生成物中既有+2价的铁，又有+3价的铁。
三、Fe2+和Fe3+的相互转化
从转化图上可以看出：Fe2+与强氧化剂（Cl2、Br2、O2、HNO3、H2O2、MnO4－）反应时被氧化成Fe3+；Fe3+与还原剂（Zn、Fe、Cu、I－、H2S、SO2、SO32－）作用时有生成Fe2+。
在相同的条件下，一般来说：氧化性：Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+，还原性：S2－＞I－＞Fe2+＞Br－＞Cl－。
例如：在FeCl3和CuCl2的混合溶液中，加入一定量的铁粉，完全反应后，溶液中一定存在的阳离子是Fe2+。如果反应后有固体剩余，则溶液中一定无Fe3+，一定有Fe2+；如果反应后剩余的固体只有Cu，则溶液中一定无Fe3+，一定有Fe2+，可能有Cu2+；如果反应后剩余的固体为Fe和Cu，则溶液中一定无Fe3+和Cu2+，一定有Fe2+。
再如：在FeBr2溶液中通入一定量Cl2时，反应的情况分析：向FeBr2溶液通入少量Cl2时：2Fe2++ Cl2 === 2Fe3++ 2Cl－；向FeBr2溶液通入足量Cl2时：2Fe2++ 4Br－ + 3Cl2 === 2Fe3++ 2Br2 + 6Cl－，当向含有1 mol FeBr2的溶液通入1 mol Cl2时，Fe2＋全部被氧化，Br－ 部分被氧化：2Fe2++ 2Br－ + 2Cl2 === 2Fe3++ Br2 + 4Cl－，（向FeI2溶液中通入少量Cl2，则I－先被氧化，Fe2+后被氧化）。
四、判断离子的共存
（1）Fe3+与S2－、HS－、I－因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（2）Fe2+与酸性溶液中的NO3－、ClO－、MnO4－等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（3）Fe2+、Fe3+与CO32－、AlO2－、HCO3－等离子因发生双水解而不能大量共存。