四氧化三铁和盐酸反应_四氧化三铁与盐酸反应化学方程式


关于四氧化三铁的氧化还原反应规律及方程式书写

四氧化三铁所涉及的化学反应中,氧化还原反应是化学方程里较为复杂的一类。许多学生在面对涉及四氧化三铁的反应时,常因它的多变价态而感到困惑。但今天我们将通过详细的解析,让大家对四氧化三铁的氧化还原反应规律及方程式的书写有更清晰的理解。

以氧化亚铁为例,它呈现正二价。而四氧化三铁,如大家所知,其价态既有正二价也有正三价,具体为一正二和两正三。

首先来看它与非氧化性酸的反应,如盐酸或硫酸。氧化亚铁与酸反应后,二价离子即转化为对应的盐并存在于溶液中。这是对应的离子方程式,大家可以仔细琢磨。

再来看四氧化三铁,已知其内含正二价和正三价的铁,它将会得到一个正二价的氧化亚铁和两个正三价的氯化铁。此处不涉及氧化还原反应,因此方程式显得较为清晰。这部分主要是让大家了解其内部的离子类型。

接着我们的重点放在具有氧化性的酸上,比如稀硝酸。在稀硝酸与氧化亚铁的反应中,正二价的铁被氧化后必然变为正三价。而硝酸为正五价,相对于铁的二价,氮在反应中降下了三个电子。

根据氧化还原反应中得失电子要守恒的原理,我们可以推知,在四氧化三铁与稀硝酸的反应中,由于铁从正二到正三只有一个电子的转移,因此需要三个四氧化三铁参与反应。此时氮的变价情况也需要考虑,因为氮在稀硝酸中有变价的情形,所以我们在配平时要确保氮的最终消耗量。

这是相关的离子反应方程式。刚才我们主要讨论了四氧化三铁的部分。那么四氧化三铁与稀硝酸如何反应呢?按照之前的讲解,四氧化三铁内含正二和正三价的铁,正二价可以被氧化并最终变为正三价。而氮则从正五到正二价,因此氮也转移了三个电子。同样基于得失电子守恒的原则,三个正二到正三的转变就意味着需要三个四氧化三铁参与反应。

因一个四氧化三铁中只有一个铁是正二价,所以在反应中最终会生成九个硝酸铁。这九个中还包含了一些原本就存在的三价铁,所以这部分的配平十分关键。当我们将所有的氮考虑进来时,我们会得到28个稀硝酸的消耗。

尽管这些数据看似复杂,但只要理解了其中的原理,就会发现其实是非常清晰的。这是它对应的离子方程式。

肖老师为大家带来一个经典的易错题。当还原性的酸——氢碘酸与四氧化三铁混合时,会发生怎样的反应?要知道四氧化三铁中既有正二价也有正三价的铁,当它与碘化氢反应时,碘离子会被三价铁所氧化并形成碘单质。这里面的电子转移情况十分明确,一个碘单质的生成意味着转移了两个电子,而一个铁的氧化只需一个电子,所以两个铁对应两个碘离子。现在一个四氧化三铁中有两个正三价的铁,它们可以提供两个电子并直接生成一个碘单质。请大家看清了没有?所有的铁都变成了什么?变成了二价的铁和碘化亚铁。此时我们只需配平消耗的氢碘酸的系数即可。