三硫化二鐵

三硫化二鐵簡稱硫化鐵，並不能用三價鐵與硫化氫反應制取，因為會發生氧化還原反應。但是幹態的三價非離子鐵並不能氧化-2價硫元素，而且在強鹼性溶液中，Fe³⁺可以與S^2-反應生成三硫化二鐵沉澱。

因為Ksp（Fe₂S₃）=1×10^-88，Ksp（Fe(OH)₃）=1×10^-38

所以在強鹼性溶液中Fe³⁺與S^2-相遇會生成Fe₂S₃，而不是氫氧化鐵沉澱。

所以硫化鐵其實是存在的，並且相對也較穩定。

2Fe³⁺+3S^2-→Fe₂S₃↓

Fe₂S₃+4Fe³⁺→6Fe²⁺+3S

（酸性條件電極電勢：S—^0.379→Fe₂S₃，Fe³⁺—^0.77→Fe²⁺）

（鹼性條件電極電勢：S—^-0.476→S^2-，Fe(OH)₃—^-0.56→Fe(OH)₂，Fe₂S₃—^-0.715→FeS）

Fe₂S₃→2FeS+S

Fe₂S₃+4H⁺→2Fe²⁺+2H2S↑+S

硫化鐵一般是氧化鐵脱硫劑脱硫後的產物。氧化鐵脱硫是最常見的脱硫手段。下邊是產生硫化鐵的機理：

氧化鐵脱硫劑是一種以活性氧化鐵（Fe₂O₃）的水合物為主要脱硫成份的一種脱硫劑。常温下，氧化鐵（Fe₂O₃）分為α-水合物和γ-水合物，兩種水合物都具有脱硫作用。非水合物的氧化鐵常温下不具有脱硫作用。

氧化鐵脱硫劑因其硫容大、價格低、可在常温下空氣再生等特點在近幾年迅速推廣，更主要的原因是可以在無氧條件下脱硫氣源中的H₂S（活性炭無氧條件下不脱硫），經過近幾年的改進，使氧化鐵的耐水強度、脱硫精度得到了很大的提高，適應了大多數工業的脱硫工程。 ^[1] 

主要應用在高硫化氫的氣源環境下、無氧或氧含量低的環境中。如沼氣、煤氣、水煤氣、焦化氣的硫化氫脱除。

反應方程式如下：Fe₂O₃·H₂O+3H₂S →Fe₂S₃·H₂O+3H₂O ΔH=-63kJ/mol

Fe₂O₃·H₂O+3H₂S→2FeS+S+4H₂O ΔH=-10kJ/mol

氧化鐵脱硫劑與H₂S作用並放出熱量，根據氧化鐵的水合性質不同，產生以上不同的反應形式。

2Fe₂S₃·H₂O+3O₂ →2Fe₂O₃·H₂O+6S ΔH=-126kJ/mol

2FeS·H₂O+3O₂+2H₂O →2Fe₂O₃·H₂O+4S ΔH=-179kJ/mol

硫化鐵和三硫化二鐵在有氧的條件下以及適宜的温度下發生上述還原反應並放出熱量。 ^[1] 

在常温下沼氣通過脱硫牀層，沼氣中的硫化氫與活性氧化鐵接觸，生成三硫化二鐵，然後含有硫化物的脱硫劑與空氣中的氧接觸，當有水存在時，鐵的硫化物又轉化為氧化鐵和單體硫。這種脱硫再過程可循環進行多次，直至氧化鐵脱硫劑表面的大部分空隙被硫或其他雜質覆蓋而失去活性為止。

脱硫反應為：

Fe₂O₃·H₂O+3H₂S→Fe₂S₃·H₂O+3H₂O ΔH=-63kJ/mol

再生反應為：

2Fe₂S₃·H₂O+3O₂→2Fe₂O₃·H₂O+6S ΔH=-126kJ/mol

再生後的氧化鐵可繼續脱除沼氣中的H₂S。上述兩式均為放熱反應，但是再生反應比脱硫反應要緩慢。為了使硫化鐵充分再生為氧化鐵，工程上往往將上述兩個過程分開進行。 ^[1]