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铁离子 编辑
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)
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。
含Fe3+的溶液-----不一定,形成不同的配合物 3+为淡紫色,而 +,-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3+水解后生成的+,溶液酸性较强时(pH<0),Fe3+主要以淡紫色的3+存在。如果使pH提高到2~3,水解趋势就很明显
铁离子(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:
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试法:
3+在酸性溶液中与K4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3+。
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
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:
3-(此物质不唯一)+6F-= 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=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。
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-
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=3-+6H+