【铁及其化合物的所有化学方程式】铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一，具有重要的工业和生物学价值。铁及其化合物在化学反应中表现出多样的性质，涉及氧化还原、酸碱反应、沉淀反应等。以下是对铁及其常见化合物的化学反应进行系统总结，并以表格形式呈现。
一、铁的化学性质
铁是一种较活泼的金属，在常温下与空气中的氧气缓慢反应生成氧化铁（Fe₂O₃），但在高温或潮湿环境下会加速锈蚀。铁可与多种非金属、酸、盐等发生反应。
常见反应：
1. 铁与氧气的反应：
- $ 3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4 $
- $ 4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 $
2. 铁与氯气的反应：
- $ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 $
3. 铁与硫的反应：
- $ Fe + S \rightarrow FeS $
4. 铁与稀盐酸的反应：
- $ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2↑ $
5. 铁与稀硫酸的反应：
- $ Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2↑ $
6. 铁与硝酸的反应（浓/稀）：
- 浓硝酸：$ Fe + 6HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 3NO_2↑ + 3H_2O $
- 稀硝酸：$ 3Fe + 8HNO_3 \rightarrow 3Fe(NO_3)_3 + 2NO↑ + 4H_2O $
7. 铁与水蒸气的反应（高温）：
- $ 3Fe + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4 + 4H_2↑ $
二、铁的氧化物
铁可以形成多种氧化物，常见的有三氧化二铁（Fe₂O₃）、四氧化三铁（Fe₃O₄）和氧化亚铁（FeO）。
| 氧化物 | 化学式 | 反应 |
| 氧化铁（红铁矿） | Fe₂O₃ | 与酸反应：$ Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O $ |
| 四氧化三铁 | Fe₃O₄ | 与酸反应：$ Fe_3O_4 + 8HCl \rightarrow FeCl_2 + 2FeCl_3 + 4H_2O $ |
| 氧化亚铁 | FeO | 与酸反应：$ FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O $ |
三、铁的氢氧化物
铁的氢氧化物包括氢氧化亚铁（Fe(OH)₂）和氢氧化铁（Fe(OH)₃）。
| 氢氧化物 | 化学式 | 制备方法 | 反应 |
| 氢氧化亚铁 | Fe(OH)₂ | Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓ | 易被氧化为 Fe(OH)₃：$ 4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 $ |
| 氢氧化铁 | Fe(OH)₃ | Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓ | 与酸反应：$ Fe(OH)_3 + 3HCl \rightarrow FeCl_3 + 3H_2O $ |
四、铁盐的反应
铁盐包括氯化亚铁（FeCl₂）、氯化铁（FeCl₃）、硫酸亚铁（FeSO₄）和硫酸铁（Fe₂(SO₄)₃）等。
| 铁盐 | 化学式 | 反应示例 |
| 氯化亚铁 | FeCl₂ | 与强氧化剂反应：$ 2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 $ |
| 氯化铁 | FeCl₃ | 与铁反应：$ 2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2 $ |
| 硫酸亚铁 | FeSO₄ | 与氢氧化钠反应：$ FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2↓ + Na_2SO_4 $ |
| 硫酸铁 | Fe₂(SO₄)₃ | 与氢氧化钠反应：$ Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3↓ + 3Na_2SO_4 $ |
五、铁的配合物
铁可以与多种配体形成配合物，例如与氰化钾（KCN）形成[Fe(CN)₆]⁴⁻或[Fe(CN)₆]³⁻。
| 配合物 | 反应示例 |
| [Fe(CN)₆]⁴⁻ | $ Fe^{2+} + 6CN^- \rightarrow [Fe(CN)_6]^{4-} $ |
| [Fe(CN)₆]³⁻ | $ Fe^{3+} + 6CN^- \rightarrow [Fe(CN)_6]^{3-} $ |
六、铁的冶炼与转化
铁的冶炼主要通过高炉法，涉及焦炭、石灰石和铁矿石的反应：
- $ C + O_2 \rightarrow CO_2 $
- $ CO_2 + C \rightarrow 2CO $
- $ Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2 $
总结表：铁及其化合物的常见化学方程式
| 反应类型 | 化学方程式 |
| 铁与氧气 | $ 3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4 $ |
| 铁与氯气 | $ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 $ |
| 铁与盐酸 | $ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2↑ $ |
| 氧化铁与盐酸 | $ Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O $ |
| 氢氧化亚铁与氧气 | $ 4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 $ |
| 氯化铁与铁 | $ 2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2 $ |
| 氧化亚铁与酸 | $ FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O $ |
| 硫酸铁与氢氧化钠 | $ Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3↓ + 3Na_2SO_4 $ |
以上内容涵盖了铁及其主要化合物的常见化学反应，适用于高中及大学基础化学学习与复习。
