化学自习室移动版

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“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Fe^3＋：Fe₂O₃＋6H^＋=2Fe^3＋＋3H₂O。此时再撒入Fe粉，它优先与Fe^3＋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Fe^3＋使硫氰化钾溶液变色。总方程式是

Fe₂O₃＋Fe＋6H^＋=3Fe^2＋＋3H₂O ②

变形二：“2Fe^3＋”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Fe^3＋：Fe₃O₄ ＋8H^＋=2Fe^3＋＋Fe^2＋＋4H₂O。此时再撒入Fe粉，它优先与Fe^3＋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Fe^3＋使硫氰化钾溶液变色。总方程式是

Fe₃O₄＋Fe＋8H^＋=4Fe^2＋＋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Fe^3＋，且生成的Fe^2＋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)Fe^2＋＋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Fe^3＋氧化Fe，其实它也可以氧化S^2－、FeS等物质。方程式为：

2Fe^3＋+S^2－=2Fe^2＋＋S↓ ④

2Fe^3＋＋FeS=3Fe^2＋＋S↓ ⑤

⑤式中“2Fe^3＋”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^＋=3Fe^2＋＋S↓＋3H₂O ⑥

Fe₃O₄＋FeS ＋8H^＋=4Fe^2＋＋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，“2Fe^3＋”的氧化能力与“1Fe₂O₃”或“1Fe₃O₄”相当，同样，“1Fe”的还原能力与“S^2－”或“1FeS”相当。并且，“Fe₂O₃”或“Fe₃O₄”都是与“S^2－”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。