Красным цветом приводится решение, а фиолетовым ― объяснение.

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Расскажите о нахождении железа в природе. 
В земной коре на долю железа приходится более 4% массы, и это второе место среди металлов (после алюминия) и четвёртое среди всех химических элементов. Железо входит в состав красного железняка (гематит Fe₂O₃), магнитного железняка (магнетит Fe₃O₄), бурого железняка(лимонит FeО(ОН)). В природе также широко распространён пирит (серный, или железный, колчедан FeS₂), однако он не относится к железным рудам, а служит сырьём для получения серной кислоты.

Упражнение 2. В какой из руд — красном, буром, магнитном железняке или пирите — массовая доля железа наибольшая?
M_r(Fe₂O₃)=160, M_r(FeO(OH))=89, M_r(Fe₃O₄)=192, M_r(FeS₂)=120
ω₁(Fe)=(2•A_r(Fe)/M_r(Fe₂O₃))•100%=(2•56:160)•100%=70%
ω₂(Fe)=(A_r(Fe)/M_r(FeO(OH)))•100%=(56:89)•100%=62,9%
ω₃(Fe)=(3•A_r(Fe)/M_r(Fe₃O₄))•100%=(3•56:192)•100%=87,5%
ω₄(Fe)=(A_r(Fe)/M_r(FeS₂))•100%=(56:120)•100%=46,7%
Ответ: в магнитном железняке Fe₃O₄ массовая доля железа наибольшая. 

Упражнение 3. Перечислите химические свойства железа. Подчеркните особенности его взаимодействия с растворами кислот и солей, а также с неметаллами.
Взаимодействие железа с неметаллами (в зависимости от природы окислителя в продуктах реакции железо может иметь степень окисления +2 или +3):
Fe + S = FeS
Схема окислительно-восстановительной реакции.
F⁰ + S⁰ → F⁺²S^-2
Восстановитель Fe⁰ - 2e → Fe⁺²   |2|2|1 ― процесс окисления
Окислитель S⁰ + 2e → S^-2              |2|  |1 ― процесс восстановления

2Fe + 3Cl₂ = 2Fe₂Cl₃
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + Cl₂⁰ → Fe⁺³Cl₃^-1
Восстановитель Fe⁰ - 3e → Fe⁺³   |3|6|2 ― процесс окисления
Окислитель Cl₂⁰ + 2e → 2Сl^-1         |2|  |3 ― процесс восстановления

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄  (при высокой t⁰C)
Химическое название железной окалины Fe₃O₄  — оксид железа (II,III). Подобные оксиды называют смешанными. Формулу оксида железа (II, III) можно записать по-другому: FeO•Fe₂O₃
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + O₂⁰ → Fe⁺²O•Fe₂⁺³O₃^-2
Восстановитель Fe⁰ -2e → Fe⁺²       
Восстановитель 2Fe⁰ -6e → 2Fe⁺³ 
                      ---------------------------------
Восстановитель 3Fe⁰ -8e → Fe²⁺ + 2Fe⁺³  |8|8|х1 ― процесс окисления
Окислитель O₂⁰ +4e → 2O^-2                        |4|  |х2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы железа и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 8 и 4 (количество отданных электронов 8 и присоединенных электронов 4). Это число 8, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 8 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов железа и кислорода. Числа в последнем столбце ― 1 и 2― это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:
3Fe⁰ -8e → Fe²⁺ + 2Fe⁺³ 
2O₂⁰ +8e → 4O^-2
Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:
3Fe⁰ + 2O₂⁰ → Fe⁺² + 2Fe⁺³ + 4O^-2
Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции (обратите внимание: два атома Fe⁺³ и 4 атома O^-2 уже есть в составе Fe⁺²O^-2•Fe₂⁺³O₃^-2, поэтому перед FeO•Fe₂O₃, ставим коэффициент 1).

Взаимодействие железа с водой (раскалённое железо с перегретым водяным паром):
3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂↑

Взаимодействие железа с кислотами:
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
Fe + 2H⁺ + 2Cl^-→ Fe²⁺ + 2Cl^- + H₂↑
Fe + 2H⁺→ Fe²⁺ + H₂↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + H⁺¹Cl → Fe⁺²Cl₂ + H₂⁰
Fe⁰ - 2e → Fe⁺²        |2|2|1 ― процесс окисления
2H⁺¹ + 2e → H₂⁰       |2|  |1 ― процесс восстановления
В приведённой реакции железо — восстановитель, соляная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑
Fe + 2H⁺ + SO₄^2-→ Fe²⁺ + SO₄^2- + H₂↑
Fe + 2H⁺→ Fe²⁺ + H₂↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + H₂⁺¹SO₄ → Fe⁺²SO₄ + H₂⁰
Fe⁰ - 2e → Fe⁺²       |2|2|1 ― процесс окисления
2H⁺¹ + 2e → H₂⁰      |2|  |1 ― процесс восстановления
В приведённой реакции железо — восстановитель, серная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.

Взаимодействие железа с растворами солей менее активных металлов:
Fe + CuCl₂ = FeCl₂ + Cu
Fe + Cu²⁺ + 2Cl^-→ Fe²⁺ + 2Cl^- + Cu
Fe + Cu²⁺→ Fe²⁺ + Cu
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + Cu⁺²Cl → Fe⁺²Cl₂ + Cu⁰
Fe⁰ - 2e → Fe⁺²        |2|2|1 ― процесс окисления
Cu⁺² + 2e → Cu⁰      |2|  |1 ― процесс восстановления
В приведённой реакции железо — восстановитель, хлорид меди (за счёт атомов меди в степени окисления +2) — окислитель.


ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Составьте уравнения химических реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения, для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения, а для двух уравнений окислительно-восстановительных реакций в каждой схеме расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель:
а) FeO → Fe → FeCl₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe₂(SO₄)₃ → FeCl₃;
FeO + CO = Fe + CO₂
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁺²O + C⁺²O → Fe⁰ + C⁺⁴O₂
C⁺² -2ē → C⁺⁴       |2|2|1 ― процесс окисления
Fe⁺² +2ē → Fe⁰     |2|  |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и выписываем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы углерода и железа. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 2. Это число 2, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов углерода и железа. Множители 1 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой всех соединений (FeO, CO, Fe, CO₂).
FeO + CO = Fe + CO₂
В приведённой реакции оксид углерода (II) — восстановитель (за счёт атомов углерода в степени окисления +2), а оксид железа (II) — окислитель (за счёт атомов железа в степени окисления +2).

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + Cl₂⁰ → Fe⁺³Cl₃^-1
Восстановитель Fe⁰ -3ē → Fe⁺³    |3|6|2 ― процесс окисления
Окислитель Cl₂⁰ +2ē → 2Cl^-1         |2|  |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и выписываем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы железа и хлора. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов железа и меди. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента железа в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений железа (Fe, FeCl₃), а поскольку различным является индекс элемента хлора ― ставим коэффициент 3, так как относится к двум атомам хлора, перед формулой Cl₂.
2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)³↓
Fe³⁺ + 3Cl^- + 3Na⁺ + 3OH^-→ 3Na⁺ + 3Cl^- + Fe(OH)₃↓
Fe³⁺ + 3OH^-→ Fe(OH)₃↓

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O
Fe₂O₃ + 6H⁺ + 3SO₄^2-→ 2Fe³⁺ + 3SO₄^2- + 3H₂O
Fe₂O₃ + 6H⁺→ 2Fe³⁺ + 3H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ = 2FeCl₃ + 3BaSO₄↓
2Fe³⁺ + 3SO₄^2- + 3Ba²⁺ + 6Cl^-→ 2Fe³⁺ + 6Cl^- + 3BaSO₄↓
3Ba²⁺ + 3SO₄^2-→ 3BaSO₄↓              :3
Ba²⁺ + SO₄^2-→ BaSO₄↓ 

Упражнение 2. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, протекающих по схемам:
а) Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃;
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁺²(OH)₂ + O₂⁰ + H₂O → Fe⁺³(O^-2H)₃
Fe⁺² -1e → Fe⁺³        |1|4|4 ― процесс окисления
O₂⁰ +4e → 2O^-2         |4|  |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и выписываем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы железа и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 1 и 4. Это число 4, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 1 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов кремния и водорода. Множители 4 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку железо изменил степень окисления полностью (в правой части схемы этот элемент ни в одном веществе не проявляет такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этого элемента в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 4 перед формулой двух соединений железа (Fe(OH)₂, Fe(OH)₃).  Поскольку элемент кислород изменил степень окисления не полностью, поэтому ставим коэффициент 1, который обычно не пишем, только перед перед формулой кислорода:
4Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O → 4Fe(OH)₃
Уравниваем остальные соединения. Получим уравнение:
4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃
В приведённой реакции гидроксид железа (III) (за счёт атомов железа в степени окисления +2) — восстановитель, кислород — окислитель.

б) Fe + Br₂ → FeBr₃;
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁰ + Br₂⁰ →  Fe⁺³Br₃^-1
Восстановитель Fe⁰ - 3e → Fe⁺³      |3|6|2 — процесс окисления
Окислитель Br₂⁰ +2e → 2Br^-1           |2|  |3 — процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и выписываем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы железа и брома. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов натрия и серы. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку эти элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы железа в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений железа (Fe₂, FeBr₃), а поскольку различным является индекс элемента брома― ставим коэффициент 3, перед формулой брома:
2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃

в) FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O.
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe⁺²SO₄ + KMn⁺⁷O₄ + H₂SO₄ → Fe₂⁺³(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Mn⁺²SO₄ + H₂O
Fe⁺² - 1e → Fe⁺³         |1|10|10 ― процесс окисления
Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺²      |5|    |2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и выписываем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы железа и марганца. Находим наименьшее общее кратное для чисел 1 и 5. Это число 10, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 1 и 5, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов железа и марганца. Множители 10 и 2 являются искомыми коэффициентами. Поскольку эти элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы марганца в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений марганца (KMnO₄, MnSO₄), а поскольку различным является индекс элемента железа ― ставим коэффициент 10, поскольку относится к одному атому железа, перед формулой сульфата железа FeSO₄:
10FeSO₄ + 2KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + H₂O
Уравниваем остальные соединения. Получим уравнение:
10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O
В приведённой реакции сульфат железа (II) (за счёт атомов железа в степени окисления +2) — восстановитель, перманганат калия (за счёт атомов марганца в степени окисления +7) — окислитель.

Упражнение 3. Напишите по два молекулярных уравнения, соответствующих каждому ионному уравнению:
а) Fе²⁺ + 2OH^- = Fe(ОН)₂↓;
В левой части уравнения записаны только формулы ионов, поэтому взаимодействующие вещества должны быть сильными и растворимыми электролитами. По таблице растворимости определяем в каких веществах (берем во внимание только сильные электролиты) могут содержаться ионы Fe²⁺ (FeCl₂, FeBr₂, FeI₂, FeSO₄, Fe(NO₃)₂) и OH^- (NaOH, KOH, Ba(OH)₂).
1) FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaCl
2) FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄
3) FeBr₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaBr
4) FeI₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaI
5) Fe(NO3)₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaNO₃

б) Fe₂O₃ + 6Н⁺ = 2Fe³⁺ + 6H₂O;
В левой части уравнения записана только формулы иона Н⁺, поэтому взаимодействущее вещество должно быть сильным и растворимым электролитом. По таблице растворимости определяем в каких веществах могут содержаться ионы Н⁺ (HCl, HBr, HI, HNO₃).
1) Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O
2) Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O
3) Fe₂O₃ + 6HBr = 2FeBr₃ + 3H₂O
4) Fe₂O₃ + 6HI = 2FeI₃ + 3H₂O

в) 2Fe³⁺ + 2I^- = 2Fe²⁺ + I₂.
В левой части уравнения записаны только формулы ионов, поэтому взаимодействующие вещества должны быть сильными и растворимыми электролитами. По таблице растворимости определяем в каких веществах (берем во внимание только сильные электролиты) могут содержаться ионы Fe³⁺ (FeCl₃, FeBr₃, Fe(NO₃)₃) и I^- (NaI, KI).
1) 2FeCl₃ + 2NaI = 2FeCl₂ + I₂ + 2NaCl
2) 2FeCl₃ + 2KI = 2FeCl₂ + I₂ + 2KCl
3) 2FeBr₃ + 2NaI = 2FeBr₂ + I₂ + 2NaBr
4) 2FeBr₃ + 2KI = 2FeBr₂ + I₂ + 2KBr
5) 2Fe(NO₃)₃ + 2NaI = 2Fe(NO₃)₂ + I₂ + 2NaNO₃
6) 2Fe(NO₃)₃ + 2KI = 2Fe(NO₃)₂ + I₂ + 2KNO₃

Упражнение 4. Железный купорос FeSO₄•7H₂O широко используется как средство для борьбы с грибковыми заболеваниями растений — фунгицид. Какую массу железного купороса можно получить из 2,8 кг железных опилок и необходимого количества разбавленной серной кислоты?
Дано: m(Fe)=2,8 кг
Найти: m(FeSO₄•7H₂O)-?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем количество вещества Fe массой 2,8 кг по формуле ʋ=m/M, где М ― молярная масса.
M(Fe)=56 кг/кмоль
ʋ(Fe)=m(Fe)/М(Fe)=2,8 кг:56 кг/кмоль=0,05 кмоль
2. Составляем химическое уравнение:
Fe + Н₂SO₄=FeSO₄ + H₂↑
По уравнению реакции с 1 моль железа Fe образуется 1 моль сульфата железа (II) FeSO₄, количества вещества одинаковые, поэтому:
ʋ(FeSO₄)=ʋ(Fe)=0,05 кмоль
3. Находим количество вещества железного купороса, содержащего 0,05 кмоль безводной соли сульфата железа (II).
В 1 моль железного купороса FeSO₄•7H₂O содержится 1 моль соли Fe₂SO₄, количества вещества одинаковые, поэтому
ʋ(FeSO₄•7H₂O)=ʋ(FeSO₄)=0,05 кмоль
4. Вычисляем молярную массу железного купороса.
M(FeSO₄•7H₂O)=M(FeSO₄)+7•M(H₂O)=152 кг/кмоль + (7•18) кг/кмоль=278 кг/кмоль
5. Вычисляем массу 0,025 кмоль железного купороса по формуле m=ʋ•M.
m(FeSO₄•7H₂O)=ʋ(FeSO₄•7H₂O)•М(FeSO₄•7H₂O)=0,05 моль • 278 кг/кмоль=13,9 кг
2-й способ
1. Составляем химическое уравнение:
2,8 кг             х кг
Fe  +  Н₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑
56 кг             152 кг
Над формулами соединений Fe и FeSO₄ записываем приведенную в условии задачи массу железа (2,8 кг) и неизвестную массу соли (х кг), а под формулами соединений ― массы количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
M(Fe)=56 кг/кмоль, поэтому масса 1 кмоль=56 кг
M(FeSO₄)=152 кг/кмоль, поэтому масса 1 кмоль=152 кг
х=m(FeSO₄)=152 кг • 2,8 кг : 56 кг=7,6 кг
2. Вычисляем молярную массу железного купороса.
M(FeSO₄•7H₂O)=M(FeSO₄)+7•M(H₂O)=152 кг/кмоль + (7•18) кг/кмоль=278 кг/кмоль
3. Для вычисления массы железного купороса составляем пропорцию и решаем ее:
152 кг FeSO₄ содержится в 278 кг FeSO₄•7H₂O, тогда
7,6 кг FeSO₄ ― в х кг FeSO₄•7H₂O
х=m(FeSO₄•7H₂O)=278 кг • 7,6 кг : 152 кг=13,9 кг
Ответ: 13,9 кг

Упражнение 5. Один из учащихся написал формулу двойной соли железа и аммония NH₄Fe(SO₄)₂•12Н₂O, а другой — (NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6Н₂O. Кто из них прав? Тот, кто написал формулу NH₄Fe(SO₄)₂•12Н₂O.
Докажите ваше утверждение. 
Двойные соли состоят с двух катионов и аниона одного кислотного остатка, следовательно формула будет иметь вид NH₄Fe(SO₄)₂•12Н₂O.
NH₄Fe(SO₄)₂ → NH₄⁺ + Fe²⁺ + 2SO₄^2-
Формула (NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6H₂O является комбинацией двух солей (NH₄)₂SO₄•FeSO₄•6H₂O.