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铁离子
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[[File:铁离子1.jpg|缩略图|铁离子[https://gss0.baidu.com/-4o3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy/zhidao/pic/item/fd039245d688d43fa3b93911731ed21b0ff43bc4.jpg 原图链接][https://gss0.baidu.com/-4o3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy/zhidao/pic/item/fd039245d688d43fa3b93911731ed21b0ff43bc4.jpg 图片来源优酷网]]] 铁离子(ferri ion),是一种[[金属阳离子]],离子符号为Fe3+,是铁原子失去3个电子后形成的[[离子]],是铁的最稳定离子,有较强的氧化性,同时也是一种重要的工业用剂。 '''中文名''':[[铁离子]] '''外文名''':ferri ion化学式Fe3+ '''分子量''':55.845化合价+3价 '''性 质''':较强的[[氧化性]] ==化学性质== 铁的+3价化合物较为稳定。铁离子是指+3价离子,是铁失去外层[[电子]]所得到的离子。除此之外,铁原子还可以失去两个电子得到[[亚铁离子]]。当铁与[[单质硫]]、[[硫酸铜溶液]]、[[盐酸]]、[[稀硫酸]]等反应时失去两个电子,成为+2价,而与Cl2、Br2、[[硝酸]]及[[热浓硫酸]]反应时,则被氧化成Fe3+。 铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4,往往被看成FeO·Fe2O3,但实际上是一种具有反式尖晶石结构的晶体,既不是混合物,也不是盐。其中有1/3的Fe为+2价,另2/3为+3价。 铁离子的氧化性是大于铜离子的,而铁单质可以还原[[铜离子]],自然更能还原铁离子了。还原性从大到小:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。 氧化性从小到大:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn4+、Pb2+、H+、Cu2+、Fe3+、Hg+、Ag+,其实这是按照金属活动性顺序排列的。(注:Pt、Au 很稳定,一般很难形成对应的离子) <ref>[黄丽. 物质氧化性,还原性强弱比较[J]. 好家长, 2016(30).]</ref> 氯、氮等与其形成配合物时,溶液显黄色。而真正的六水合铁离子为浅紫色。 另外,铁在置换反应中为+2价。 ==物理性质== 含Fe3+的溶液-----不一定,形成不同的配合物 [Fe(H2O)6]3+为淡紫色,而 [FeCl2]+,[FeCl4]-为黄色 注:中学一般认为铁离子是黄色的,实际是错误的,严格来说最正确的解释应该是六水合物的淡紫色,而其黄色来自于[Fe(H2O)6]3+水解后生成的[Fe(H2O)4(OH)2]+,溶液酸性较强时(pH<0),Fe3+主要以淡 紫色的[Fe(H2O)6]3+存在。如果使pH提高到2~3,水解趋势就很明显 <ref>[北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学实验室.无机化学 下册 第四版:高等教育出版社,2003年1月:772~773页]</ref> [[氢氧化铁]]是红褐色沉淀。 ==鉴别== 铁离子([Fe(H2O)6]3+)的检验方法: (1)加[[苯酚]]显紫红色(络合物) (2)加SCN-(离子) 显血红色 ([[络合物]]) (3)加[[氢氧化钠]]有红褐色沉淀,从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH(常温下):2.7~3.7 (4)NH4SCN试法:[Fe(H2O)6]3+与SCN-生成血红色具有不同组成的络离子。[[碱]]能分解络合物,生成Fe(OH)3沉淀,故反应需要在酸性溶液中进行。HNO3有氧化性,可使SCN-受到破坏,故应用稀HCl溶液酸化试液。其他离子在一般含量时无严重干扰。 (5)K4[Fe(CN)6]试法:[Fe(H2O)6]3+在酸性溶液中与K4[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀(以前为普鲁士蓝),但实际上它与前述[[滕氏蓝系]]同一物质。其他[[阳离子]]在一般含量时不干扰鉴定。Co2+、Ni2+等与试剂生成淡蓝色至绿色沉淀,不要误认为是[Fe(H2O)6]3+。 ==两种铁离子简介== Fe2+ 亚铁离子一般呈浅绿色,有较强的还原性,能与许多氧化剂反应,如[[氯气]],[[氧气]]等。因此亚铁离子溶液最好现配现用,储存时向其中加入一些铁粉(铁离子有强氧化性,可以与铁单质反应生成亚铁离子) 亚铁离子也有氧化性,但是氧化性比较弱,能与[[镁]]、[[铝]]、[[锌]]等金属发生置换反应。 ===检验方法=== 方法1:观察。亚铁离子,是绿色的,看的出来。 方法2:加入[[硫氰化钾]](不是[[硫氢化钾]]),不显血红色.然后加入氯水,显血红色,则为亚铁离子 [[File:铁离子2.jpg|缩略图|铁离子[https://gss0.baidu.com/-fo3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy/zhidao/wh%3D600%2C800/sign=1c7620ce02d79123e0b59c729d0475ba/f3d3572c11dfa9ec5ce526d16cd0f703908fc129.jpg 原图链接][https://gss0.baidu.com/-fo3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy/zhidao/wh%3D600%2C800/sign=1c7620ce02d79123e0b59c729d0475ba/f3d3572c11dfa9ec5ce526d16cd0f703908fc129.jpg 图片来源优酷网]]] 离子方程式 2Fe2++ Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++ 3SCN-=Fe(SCN)3(络合反应,是可逆的,两种离子结合的比例不唯一,是检验铁离子的特征反应,亚铁离子无此特性) 若想掩蔽铁离子可使用氟化钠(NaF),血红色立即退去,生成更稳定的络合离子: [Fe(SCN)6]3-(此物质不唯一)+6F-= [FeF6]3-(无色)+6SCN- 方法3:加入[[氢氧化钠]]溶液,生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后,变成红褐色。这证明有铁离子。 方法4:向溶液中加入酸性[[高锰酸钾]],若褪色,亚铁离子,不褪色,则为铁离子。 方法5:向溶液中加入[[醋酸钠]],由于亚铁离子遇醋酸钠无现象,而铁离子则发生双水解,产生沉淀,再结合。 方法6:向两种溶液中分别加入用硫酸酸化的溴水,振荡,能使[[溴水]]褪色的是二价铁的溶液,不能使溴水褪色的是铁离子溶液。 离子方程式:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 方法7:向两种溶液中加入苯酚,变紫色的是铁离子的溶液(苯酚与三价铁生成紫色的络离子),不变紫色的是亚铁离子的溶液。 离子反应方程式: Fe3++6C6H5OH=[Fe(C6H5O)6]3-+6H+。 方法8:在[[淀粉碘化钾]]试纸上分别滴两种溶液,变蓝的是铁离子的溶液(碘化钾与铁离子生成碘单质使淀粉变蓝),不变蓝的是亚铁离子溶液。 方法9:加入邻菲罗啉,显红色。 ==相关反应== 铁与非氧化性酸反应生成亚铁离子:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 亚铁离子转化成[[铁单质]]:Fe2++Zn=Fe+Zn2+ 铁在氯气中燃烧生成铁离子:2Fe+3Cl2=2FeCl3 铁离子转化为铁单质:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 铁离子转化成[[亚铁离子]]:2Fe3++Fe=3Fe2+ 亚铁离子转化成铁离子:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- <ref>[王春. 基于实验支持下的元素化合物教学研究——以《金属与酸和水的反应》教学课例为例[J]. 教育与装备研究, 2012(3):5-7.]</ref> ==其他== 1.可溶性硫氰化物法(这是高中化学最常用的方法) 用2支试管分取两种溶液各少量,分别滴入可溶性硫氰化物(如KSCN、NaSCN、NH4SCN)等溶液,变血红色的是铁离子溶液:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 不变血红色的是亚铁离子溶液,因为Fe与SCN生成的络合物Fe(SCN)2为无色:Fe2++2SCN-=Fe(SCN)2 2.加碱法 取铁离子与亚铁离子溶液分别加入碱液(如氨水、氢氧化钠、氢氧化钾溶液),生成红褐色沉淀的是铁离子溶液。 (加氨水)Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,现象红褐 (加强碱)Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓, 现象:生成白色沉淀并立即转变为绿色,最后变为红褐色的是亚铁离子溶液。 (加氨水)Fe2++2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+,现象白色沉淀转变至绿色,最后变为红褐色。 (加强碱)Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,现象白色沉淀转变至绿色,最后变为红褐色。 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓,现象红褐色沉淀。 3.苯酚法 在盛苯酚溶液的2支试管中分别滴入几滴铁离子与亚铁离子溶液,变紫色的是铁离子的溶液(苯酚与Fe3+生成紫色的络离子),不变紫色的是亚铁离子的溶液。 Fe3++6C6H5OH=[Fe(C6H5O)6]3-+6H+ ;<ref>[邹胜义. 铁与铁离子的化学性质和铁离子的鉴定[J]. 东华理工大学学报(社会科学版), 1999(3):45-48.]</ref> ==视频== ==橘老师课堂第九十六期:铁离子与亚铁离子的转化== {{#iDisplay:m0962vdj0fr | 560 | 390 | qq }} ==参考文献== {{Reflist}} [[Category:340 化學總論]]
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