三价铁离子是铁失去3个电子后形成的离子,是铁的最稳定离子,有很强的氧化性。同时也是一种重要的工业用剂。
三价铁离子在水溶液中(以硝酸铁为例)的颜色为水合铁离子的颜色,呈浅紫色(可根据晶体场理论判断);至于平时认为它呈黄色,是由于它与氯离子发生配合形成络离子,而呈黄色;若与氟离子配合,则呈无色。所以严格地说,三价铁离子在水溶液中是浅紫色。
三价铁离子只有在强酸性条件下才能稳定存在。因为三价铁离子在pH约为3时沉淀完全,则存在条件必然为强酸性。
铁元素物理性质:
柔韧而有延展性的银白色金属。在地壳中含量第四(百万分之56300),在宇宙中含量第九。
铁的化学性质
[铁的化学性质之一] 相对原子质量55.847。铁有多种同素异形体,如α铁、β铁、γ铁、б铁等。铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面。常温时,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应,在高温时,则剧烈反应。铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4,炽热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中,生成二价铁盐,并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或铁矿 锡石 锑华
浓硝酸时,表面生成一层氧化物保护膜,使铁“钝化”,故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。铁是一变价元素,常见价态为+2和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子,成为+2价。与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应,则被氧化成Fe3+。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4,可以看成是FeO·Fe2O3,其中有1/3的Fe为+2价,另2/3为+3价。铁的+3价化合物较为稳定。
[铁的化学性质之二] 铁的电子构型为(Ar)3d64s2,氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼,为强还原剂,在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢,在500℃以上反应速率增高: 3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 Fe和高温水蒸气反应,因此,生成氢气一般不带气体符号。 铁在干燥空气中很难与氧发生作用,但在潮湿空气中很易腐蚀,若含有酸性气或卤素蒸气时,腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子,如: CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 铁溶于非氧化性的酸如盐酸和稀硫酸中,形成二价铁离子并放出氢气;在冷的稀硝酸中则形成二价铁离子和硝酸铵: Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
( 2 Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O)
4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O 铁溶于热的或较浓的硝酸中,生成硝酸铁并释放出氮的氧化物。在浓硝酸或冷的浓硫酸中,铁的表面形成一层氧化薄膜而被钝化。铁与氯在加热时反应剧烈(2Fe+3Cl2=2FeCl3)。铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合,但与氨作用,形成氮化铁Fe2N。
铁的最重要的氧化态是+2和+3。二价铁离子呈淡绿色,在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物,如 Phen为菲罗林,配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁,如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基铁有挥发性,蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物,但在水溶液中只有+6价的。
化合物 主要有两大类:亚铁Fe(Ⅱ)和正铁Fe(Ⅲ)化合物,亚铁化合物有氧化亚铁(FeO)、氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁(FeSO4)、氢氧化亚铁{Fe(OH)2}等;正铁化合物有三氧化二铁(Fe2O3)、三氯化铁(FeCl3)、硫酸铁{Fe2(SO4)3}、氢氧化铁{Fe(OH)3}等。
如在亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O(俗名:黄血盐)和铁氰化钾K3[Fe(CN)6](俗名:赤血盐)中。铁与环戊二烯的化合物二茂铁,是一种具有夹心结构的金属有机化合物。
【铁的化学性质之三种状态】 铁的电子构型为(Ar)3d64s2,氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼,为强还原剂,在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢,在500℃以上反应速率增高: 3Fe+4H2O(g)=(加热)Fe3O4+4H2 铁在干燥空气中很难与氧发生作用,但在潮湿空气中很易腐蚀,若含有酸性气或卤素蒸气时,腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子,如: CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 铁溶于非氧化性的酸如盐酸和稀硫酸中,形成二价铁离子并放出氢气;在冷的稀硝酸中则形成二价铁离子和硝酸铵: Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
【铁的化学性质之四----工业制取】 C+O2=(点燃)CO2(提供热量和CO2)
CO2+C=(高温)=2CO Fe2O3+3CO=(高温)=2Fe+3CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑
Fe2+有还原性(可以变为Fe3+),也有氧化性(可以变为Fe),Fe2+溶液为浅绿色;
Fe3+只有氧化性(从高价态到低价态),Fe3+溶液为淡黄色;
Fe为金属,纯铁为银白色的,具有还原性,反应后可以变为高价态离子。
四氧化三铁Fe3O4,FeO.Fe2O3(又名:磁性氧化铁,氧化铁黑,氧化正亚铁,铁酸亚铁)黑色铁磁性固体。混合氧化物,常温下比较稳定,加热分解生成三氧化二铁和氧气。由铁丝在纯氧中燃烧得到,或直接利用自然界的磁铁矿。溶于强酸生成铁盐和亚铁盐,加热时能被氢气或一氧化碳还原成铁或氧化亚铁。
本站内容仅供参考,不作为诊断及医疗依据,如有医疗需求,请务必前往正规医院就诊
祝由网所有文章及资料均为作者提供或网友推荐收集整理而来,仅供爱好者学习和研究使用,版权归原作者所有。
如本站内容有侵犯您的合法权益,请和我们取得联系,我们将立即改正或删除。
Copyright © 2022-2023 祝由师网 版权所有