はじめに

多くの高校生・受験生が「暗記不十分」な状態で放置している無機化学。このページでは、鉄の単体とその化合物・イオンについて、性質や各種反応、製法などを1から丁寧に解説していく。ぜひこの機会に知識を定着させ、ライバルと差をつけよう!


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鉄の単体

①イオン化傾向が大きい
②不動態を形成
Point!

①イオン化傾向が大きい

鉄の単体は、水素H2よりもイオン化傾向が大きく、希酸(塩酸や希硫酸など)とも反応してH2を発生する。

イオン化傾向について詳しくはイオン化傾向とは?定義から反応のしやすさとの関わりまで徹底解説!を確認しよう。

②不動態を形成

鉄の単体は、濃硝酸NHO3と反応して不動態を形成する。

鉄の他にも、ニッケルNi・アルミニウムAl・クロムCr・コバルトCoなどの金属も不動態になる。不動態に関して詳しくは【暗記法】不動態とは?定義から一覧、覚え方まで大公開!を参照。

鉄のイオン

鉄イオンには、鉄(Ⅱ)イオンFe2+鉄(Ⅲ)イオンFe3+の2種類が存在する。
これら2つは、イオン自体の色や各種物質と反応させたときの沈殿物の色に特徴があり、下に書いてあるものは全て知っておく必要がある。
すぐに全部は覚えられないかも知れないが、色を答えさせる問題は出題者側としては非常に出しやすい問題なだけにテストでの出題率は比較的高め。定期試験や受験までには必ず覚えておくようにしよう。

鉄(Ⅱ)イオンFe2+ 鉄(Ⅲ)イオンFe3+
淡緑色 黄褐色
OHを加える Fe(OH)2(緑白↓) Fe(OH)3(赤褐↓)
酸化剤を加える 黄褐色へ 変化なし
チオシアン酸カリウムKSCNを加える 変化なし 血赤色溶液
ヘキサシアノ鉄(Ⅲ)酸カリウムK3[Fe(CN)6]を加える 濃青色↓ 赤褐色液
ヘキサシアノ鉄(Ⅱ)酸カリウムK4[Fe(CN)6]を加える 青白色沈殿 濃青色↓

また、無機化学で出てくるイオンや沈殿の色をまとめた無機化学の色まとめ(イオン/化合物(沈殿)/ハロゲンなど)のページは必ず確認しておこう。

鉄の酸化物

酸化鉄(Ⅱ)FeO
四酸化三鉄 Fe3O4
酸化鉄(Ⅲ) Fe2O3
Point!

鉄の酸化物には酸化鉄(Ⅱ)FeO四酸化三鉄Fe3O4酸化鉄(Ⅲ)Fe2O3の3種類が存在する。

鉄が酸化したものはサビだから鉄の酸化物(FeO・Fe3O4)は基本黒色(黒サビと呼ばれる)。さらに酸化が進むとFe2O3のように赤色になってくる(赤サビと呼ばれる)。

また、Fe3O4はアンモニアの工業的製法であるハーバー・ボッシュ法の原料として用いられる。

繰り返しになるが、無機化学で出てくるイオンや沈殿の色をまとめた無機化学の色まとめ(イオン/化合物(沈殿)/ハロゲンなど)のページは要確認!

鉄の製法

鉄は、鉄鉱石(主成分:Fe2O3)・コークスC・石灰石CaCO3を原料にして作られる。

鉄の(工業的)製法に関して詳しいことは「【高校生必見!】鉄の工業的製法について完全解説!〜流れから銑鉄・スラグ・鋼などの説明まで〜」を参照。

鉄のメッキ

ブリキ(Fe+Sn
トタン(Fe+Zn
Point!

鉄のメッキで知っておかなければいけないのはブリキとトタンの2種類。
メッキについて詳しくは【鉄メッキ】ブリキとトタンの違い・イオン化傾向に基づく錆びやすさの理由などについて完全解説!を確認しよう。

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