氫氧化鐵

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基本信息

  

氧化鐵(1張)
  【英文名】 ferric hydroxide;iron(|||) hydroxide   【別名】 水合氧化鐵 、鐵酸   【結構式】 鹼性Fe(OH)3或 酸性H3FeO3   【分子量】 106.87

性質

  氫氧化鐵化學式:Fe(OH)3)是鐵的氫氧化物,由三價鐵離子(Fe3+)和氫氧根離子(OH−)成: Fe3++ 3OH−→Fe(OH)3   也可以由氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]氧化得來:   4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3   Fe(OH)3它是一種紅褐色沉澱成分一般看作是鐵(Ⅲ)的氧化物-氫氧化物的水合物。加熱分解三氧化二鐵和水:2Fe(OH)3=△=Fe2O3+ 3H2O新沉澱出來的水合氧化鐵(Ⅲ)易溶於無機酸,也略溶於鹼溶液生成鐵(Ⅲ)酸鹽(FeO+)。這類鐵酸鹽也可以從氧化鐵(Ⅲ)和鹼金屬氧化物、氫氧化物或碳酸鹽的熔融混合物中制得。氫氧化鐵(Ⅲ)是一個未確知的化合物,氨水或鹼溶液作用於鐵(Ⅲ)鹽溶液所得到的紅棕色或黃棕色沉澱,經XXX線晶體學研究是非晶態的,它含有可變數的水。一般認為該沉澱含有FeO(OH),至少有兩種結晶變體:α-FeO(OH)(針鐵礦)和γ-FeO(OH)(纖鐵礦),鐵的正常生鏽產生的是γ-變體。[1]

物理性質

  棕色或紅褐色粉末或深棕色絮狀沉澱。密度3.4 ~ 3.9 g/cm3。

化學性質

  具有兩性但其鹼性強於酸性,新制得的氫氧化鐵易溶于無機酸和有機酸,亦可溶於熱濃鹼。極強氧化劑(如次氯酸鈉)在鹼性介質中,能將新制的氫氧化鐵氧化成+Ⅵ氧化態的高鐵酸鈉Na2FeO4。加熱時逐漸分解而成氧化鐵和水。不溶於水、乙醚乙醇,溶於酸,在酸中的溶解度隨製成時間的長短而定,新制的易溶於酸,若放置時間長,則難溶解。氫氧化鐵可用來制顏料、藥物,也可用來做砷的解毒藥等等。   低於500攝氏度時完全脫水成氧化鐵。加熱分解。氫氧化鐵在烘乾時易分解,但溫度不高時不完全,也就是逐漸失水。但在低於500攝氏度時能達到完全脫水成氧化鐵。沒有一個明確的失水分解溫度。   由可溶性鐵鹽溶液加氨水沉澱來制取氫氧化鐵或由氯化鐵硝酸鐵溶液加入氨水沉澱而制得。其粒子大小在1 nm到100 nm之間時會形成膠體。膠狀沉澱的水合氧化鐵(Ⅲ)有較強的吸附性能。   氫氧化鐵的兩性電離:

  酸性:   Fe(OH)3==(可逆)== H+ + FeO2- + H2O   FeO2- + H2O==(可逆)== [FeO2(OH)]2- + H+   [FeO2(OH)]2-==(可逆)== H + + FeO3 3-   鹼性:   Fe(OH)3+ + 6H2O==(可逆)== [Fe(H2O)6]3- + 3OH-   所以,氫氧化鐵既是一種三元弱鹼,又是一種三元弱酸。其中FeO2- + H2O又常寫作[Fe(H2O)2(OH)4]-,[FeO2(OH)]2-又常寫作[Fe(H2O)(OH)5]2-,FeO3 3-又常寫作[Fe(OH)6]3-

用途

  可用來制顏料、藥物,用作凈水劑,也可用來做砷的解毒藥等。

製備方法

1、製備氫氧化鐵膠體

  (1)取一個小燒杯,加入25 mL蒸餾水,將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰。   (2)向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴飽和氯化鐵溶液。   (3)繼續煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱。   此時即可制得氫氧化鐵膠體,用激光筆照XX燒杯中的液體,可以看到一條光亮的「通路」,即丁達爾效應

2、製備氫氧化鐵

  在試管里注入少量氯化亞鐵溶液,再逐滴滴入氫氧化鈉溶液,觀察現象。   有紅褐色沉澱產生。若注入氫氧化鈉溶液在液面以下而且有大量硫酸根存在,會生成白色氫氧化亞鐵沉澱,轉瞬形成灰綠色Fe6(SO4)2(OH)4O3沉澱,但最後還會氧化成Fe(OH)3氫氧化鐵紅色沉澱   注:Fe(OH)2在含大量SO42-的條件下才會有灰綠色中間產物,此物質是Fe6(SO4)2(OH)4O3,這是一種氧基鹼式復鹽,是一種沉澱也是一種配合物。因為此物質裡面含硫酸根,所以如果溶液里不含硫酸根則不會產生此種灰綠色中間產物。   實驗結論   氯化亞鐵與氫氧化鈉溶液反應,生成Fe(OH)2白色沉澱轉化成紅褐色Fe(OH)3沉澱,方程式為: FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl

化學方程式

  可溶性鹼和鐵鹽溶液反應,例如氫氧化鈉和硫酸鐵反應生成氫氧化鐵和硫酸鈉:   6NaOH + Fe2(SO4)3= 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4

分子結構圖

[1]  氫氧化亞鐵與氧氣反應:   4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3   受熱分解產物及方程式:   2Fe(OH)3 ==△== Fe2O3 + 3H2O   與非氧化性酸反應:   Fe(OH)3 + 3H+(氫離子) = Fe3+(鐵離子) + 3H2O   另外,氫氧化鐵是兩性氫氧化物,以鹼性為主,新制得的氫氧化鐵能溶於強鹼:   Fe(OH)3 + KOH = KFeO2 + 2H2O