淺談“鐵三角”在中學(xué)化學(xué)解題中的應(yīng)用

文煒明

（甘肅省平?jīng)鰩煼秾W(xué)校，甘肅 平?jīng)?744000）

淺談“鐵三角”在中學(xué)化學(xué)解題中的應(yīng)用

文煒明

（甘肅省平?jīng)鰩煼秾W(xué)校，甘肅 平?jīng)?744000）

根據(jù)鐵在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)，鐵有可變的化合價(jià)，能形成+2和+3兩種正化合價(jià)，這樣Fe、Fe3+、Fe2+三者之間就形成了一個(gè)三角關(guān)系，簡(jiǎn)稱“鐵三角”。本文就“鐵三角”涉及的主要題型及解題思路做一列舉闡釋。

鐵三角；化學(xué)解題；中學(xué)；應(yīng)用

鐵是中學(xué)化學(xué)教材中唯一被系統(tǒng)介紹的過渡金屬元素，根據(jù)鐵在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)，鐵有可變的化合價(jià)，能形成+2和+3兩種正化合價(jià)，這樣Fe、Fe3+、Fe2+三者之間就形成了一個(gè)三角關(guān)系，簡(jiǎn)稱“鐵三角”。根據(jù)考綱要求“以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互轉(zhuǎn)化為例，理解變價(jià)金屬元素的氧化還原性”，如何正確判斷鐵與哪些物質(zhì)反應(yīng)能生成+2價(jià)化合物，跟哪些物質(zhì)反應(yīng)能生成+3價(jià)鐵的化合物，以及Fe2+和Fe3+通過哪些物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化則是這一部分內(nèi)容的重點(diǎn)。本文就“鐵三角”涉及的主要題型及解題思路做一列舉闡釋。

一、離子共存

由于Fe2+處在中間價(jià)態(tài)，化合價(jià)既可以升高，也可以降低，因此Fe2+具有氧化性，主要表現(xiàn)還原性，與等強(qiáng)氧化性物質(zhì)不能共存；Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性，與等還原性離子不能共存，同時(shí)Fe3+是典型的弱堿陽(yáng)離子，與等離子在溶液中發(fā)生雙水解相互促進(jìn)反應(yīng)不能共存與SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)不能共存。

例2、在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入一定量的Fe粉。（1）當(dāng)完全反應(yīng)后，溶液中一定有的陽(yáng)離子是什么？（2）如果反應(yīng)后有固體剩余，則溶液中一定無什么？一定有什么？（3）如果反應(yīng)后剩余的固體只有Cu，則溶液一定無什么？一定有什么？可能有什么？（4）如果反應(yīng)后剩余的固體為Fe和Cu，則溶液中一定無什么？一定有什么？

解析：主要反應(yīng)方程式：2FeCl3+Fe====3FeCl2；2FeCl3+Cu==== 2FeCl2+CuCl2；Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，因此，當(dāng)有固體剩余，固體首先是Cu，則溶液中一定沒有Fe3+，一定有Fe2+。如果固體全部是Cu，則溶液中還可能有Cu2+，如果固體還有Fe，則一定沒有Cu2+。

答案：（1）Fe2+（2）Fe3+，F(xiàn)e2+（3）Fe3+，F(xiàn)e3+，Cu2+（4）Fe3+和Cu2+，F(xiàn)e2+

二、Fe2+與Fe3+的鑒別

（1）直接觀察顏色：Fe2+的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色。

（2）利用顯色反應(yīng)：應(yīng)用KSCN溶液，溶液呈血紅色的是Fe3+，否則為Fe2+。

（3）利用鐵化合物沉淀的顏色：加入OH-溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀的是Fe3+，產(chǎn)生白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色的是Fe2+。

例3.某同學(xué)設(shè)計(jì)下列方法對(duì)A鹽的水溶液進(jìn)行鑒定：

由此得出的以下結(jié)論中，不正確的是（ ）

A.D溶液中存在Fe（SCN）3B.濾液中有Fe3+

C.B為AgBr淺黃色沉淀 D.A一定為無氧酸鹽FeBr2

解析：根據(jù)B、D現(xiàn)象可確定A是由Fe3+和Br-或由Fe2+和Br-組成的鹽。

答案：D

三、計(jì)算和推斷

鐵元素在不同條件下表現(xiàn)出不同的化合價(jià)，因此圍繞可變化合價(jià)設(shè)置的推斷題及鐵其它物質(zhì)反應(yīng)生成Fe2+還是Fe3+的化合物是這一部分的常見題型。

例4.（2005全國(guó)高考理綜Ⅲ,26）A、B兩種固體，都由甲、乙兩種元素組成。在A、B中，甲、乙兩種元素的原子個(gè)數(shù)比分別為1：1和1：2。高溫煅燒A、B時(shí)，產(chǎn)物都是C（固體）和D（氣體），由D可制得E（酸）。E和另一種酸組成的混合酸跟甲苯反應(yīng)可生成三硝基甲苯。C與E的稀溶液反應(yīng)得到溶液F，往F溶液中加入氫氧化鈉溶液，有紅褐色沉淀生成，該沉淀經(jīng)灼燒后轉(zhuǎn)變成C。往F溶液中加入甲元素的單質(zhì)得到溶液G。試根據(jù)以上信息填寫下列空白：

（1）A的化學(xué)式（分子式）是什么？

（2）B煅燒生成C和D的化學(xué)方程式是什么？甲元素的單質(zhì)與F溶液反應(yīng)的離子方程式是什么？

（3）往G溶液中加入NaOH溶液發(fā)生的現(xiàn)象是什么？

解析：此題為綜合性較強(qiáng)的推斷題，我們可從向F溶液中加入NaOH溶液有紅褐色沉淀生成推出F溶液中有Fe3+，又知該沉淀灼燒后轉(zhuǎn)變?yōu)镃，則C為Fe2O3；E和另一種酸組成的混合物跟甲苯反應(yīng)可生成三硝基甲苯，則知E為H2SO4或HNO3，再根據(jù)前面A、B都是由甲、乙兩種元素組成的，且甲、乙兩種元素的原子個(gè)數(shù)比為1：1和1：2，知E為H2SO4，A為FeS，B為FeS2；向F溶液中加入甲元素單質(zhì)得溶液G，則G為FeSO4。由此題目便可迎刃而解。

答案：

（1）FeS

（2）4FeS2+11O2高溫2Fe2O3+8SO2；2Fe3++Fe====3Fe2+

（3）生成的沉淀由白色變?yōu)榛揖G色最終變?yōu)榧t褐色。

G63

A

1005-5312（2014）17-0237-01