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Fe3+氧化Fe的方程式及其变形

来源:摘抄于因特网作者:张玮 点击:所属专题: 铁离子
Fe 3+ 有较强的氧化性,可以把铁粉氧化成 Fe 2+ : 2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ① 这是铁离子的一个重要性质,注意是 2 摩 Fe 3+ 氧化 1 摩 Fe 。 这个 方程式有很多变形。 变形一:“ 2Fe 3+ ”由“ 1Fe 2 O 3 ”溶于酸性溶液中产生。 1 摩 Fe 2 O 3 粉末和盐酸溶液反应可产生

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Fe3+有较强的氧化性,可以把铁粉氧化成Fe2+

2Fe3++Fe=3Fe2+

这是铁离子的一个重要性质,注意是2摩Fe3+氧化1摩Fe。这个方程式有很多变形。

变形一:“2Fe3+”由“1Fe2O3”溶于酸性溶液中产生。

1摩Fe2O3粉末和盐酸溶液反应可产生2摩Fe3+:Fe2O3+6H=2Fe3++3H2O。此时再撒入Fe粉,它优先与Fe3+反应,方程式就是上面的①,如果撒入的Fe恰好是1摩,那么,既没有多余的Fe与盐酸反应放出气体,也没有多余的Fe3+使硫氰化钾溶液变色。总方程式是

Fe2O3+Fe+6H=3Fe2++3H2O ②

变形二:“2Fe3+”由“1Fe3O4”溶于酸性溶液中产生。

1摩Fe3O4粉末和盐酸溶液反应可产生2摩Fe3+:Fe3O4 +8H=2Fe3++Fe2++4H2O。此时再撒入Fe粉,它优先与Fe3+反应,方程式就是上面的①,如果撒入的Fe恰好是1摩,那么,既没有多余的Fe与盐酸反应放出气体,也没有多余的Fe3+使硫氰化钾溶液变色。总方程式是

Fe3O4+Fe+8H=4Fe2++4H2O ③

例1、 把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀硫酸中,直到铁片全部溶解。经分析,溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应产生的氢气的物质的量之比为10∶7,则原混合物中单质铁的质量分数为?

分析:如果氧化铁和铁的物质的量之比为1∶1,那么就不会有H2产生。所以可肯定是铁单质较多。一部分铁与氧化铁等物质的量反应,一部分铁与酸反应放出气体,设与氧化铁反应的铁的物质的量与生成H2的铁的物质的量之比为x∶y,则可写成总方程式为:

x(Fe2O3+Fe)+yFe +(6x+2y)H=(3x+y)Fe2++yH2↑+3H2O

根据题意,(3x+y)∶y=10∶7,所以,x∶y=1∶7。

所以,混合物中铁与氧化铁的物质的量之比为8∶1,铁的质量分数为8×56/(8×56+160)·100%=73.7%。

从以上可以看到,①方程式的两个变形②和③用在某些习题中非常方便和快捷。注意方程式①是Fe3+氧化Fe,其实它也可以氧化S2-、FeS等物质。方程式为:

2Fe3++S2-=2Fe2++S↓ ④

2Fe3++FeS=3Fe2++S↓ ⑤

⑤式中“2Fe3+”可由“1Fe2O3”或“1Fe3O4”溶于酸性溶液中产生,所以它又可以变形为:

Fe2O3+FeS +6H=3Fe2++S↓+3H2O ⑥

Fe3O4+FeS +8H=4Fe2++S↓+4H2O ⑦

例2、 今有四氧化三铁和硫化亚铁的混合物32g,溶于足量稀硫酸后发现放出有臭鸡蛋气味的气体,同时得到淡黄色不溶物3.2g。求原来混合物中硫化亚铁的质量分数。

分析:如果四氧化三铁和硫化亚铁的物质的量之比为1∶1,那么只会有硫沉淀不会有硫化氢气体。所以,此中肯定是硫化亚铁较多。在硫酸溶液中,硫化亚铁一部分与等物质的量的四氧化三铁反应生成硫沉淀,另一部分只与硫酸反应放出气体。题中硫3.2g 合0.1mol,所以,四氧化三铁为0.1mol,质量是23.2g,所以,硫化亚铁的质量为32g-23.2g=8.8g,质量分数为8.8/32·100%=27.5%。

从以上可以看到,在酸性溶液中,“2Fe3+”的氧化能力与“1Fe2O3”或“1Fe3O4”相当,同样,“1Fe”的还原能力与“S2-”或“1FeS”相当。并且,“Fe2O3”或“Fe3O4”都是与“S2-”或“FeS”等物质的量恰好反应。在解题时利用“等物质的量恰好反应”这个关系式非常方便快捷。

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