鐵離子

鐵的+3價化合物較為穩定。鐵離子是指+3價離子，是鐵失去外層電子所得到的離子。除此之外，鐵原子還可以失去兩個電子得到亞鐵離子。當鐵與單質硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應時失去兩個電子，成為+2價，而與Cl₂、Br₂、硝酸及熱濃硫酸反應時，則被氧化成Fe³⁺。 ^[1]  鐵與氧氣或水蒸氣反應生成的Fe₃O₄，往往被看成FeO·Fe₂O₃，但實際上是一種具有反式尖晶石結構的晶體，既不是混合物，也不是鹽。其中有1/3的Fe為+2價，另2/3為+3價。

鐵離子的氧化性是大於銅離子的，而鐵單質可以還原銅離子，自然更能還原鐵離子了。還原性從大到小：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。

氧化性從小到大：K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Sn⁴⁺、Pb²⁺、H⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Hg⁺、Ag+，其實這是按照金屬活動性順序排列的。（注：Pt、Au　很穩定，一般很難形成對應的離子） ^[2] 

氯、氮等與其形成配合物時，溶液顯黃色。而真正的六水合鐵離子為淺紫色。

另外，鐵在置換反應中為+2價。

含Fe³⁺的溶液-----不一定，形成不同的配合物 [Fe(H₂O)₆]³⁺為淡紫色，而 [FeCl₂]⁺，[FeCl₄]^-為黃色

注：中學一般認為鐵離子是黃色的，實際是錯誤的，嚴格來説最正確的解釋應該是六水合物的淡紫色，而其黃色來自於[Fe(H₂O)₆]³⁺水解後生成的[Fe(H₂O)₄(OH)₂]⁺，溶液酸性較強時（pH<0），Fe³⁺主要以淡紫色的[Fe(H₂O)₆]³⁺存在。如果使pH提高到2~3，水解趨勢就很明顯 ^[3] 

氫氧化鐵是紅褐色沉澱。

鐵離子（[Fe(H₂O)₆]³⁺）的檢驗方法：

(1)加苯酚顯紫紅色（絡合物）

(2)加SCN^-(離子) 顯血紅色 (絡合物)

(3)加氫氧化鈉有紅褐色沉澱,從開始沉澱到沉澱完全時溶液的pH（常温下）：2.7~3.7 ^[1] 

（4）NH₄SCN試法：

[Fe(H₂O)₆]³⁺與SCN^-生成血紅色具有不同組成的絡離子。鹼能分解絡合物，生成Fe(OH)3沉澱，故反應需要在酸性溶液中進行。HNO₃有氧化性，可使SCN^-受到破壞，故應用稀HCl溶液酸化試液。其他離子在一般含量時無嚴重干擾。 ^[1] 

（5）K₄[Fe(CN)₆]試法：

[Fe(H₂O)₆]³⁺在酸性溶液中與K₄[Fe(CN)₆]生成藍色沉澱（以前為普魯士藍），但實際上它與前述滕氏藍系同一物質。其他陽離子在一般含量時不干擾鑑定。Co²⁺、Ni²⁺等與試劑生成淡藍色至綠色沉澱，不要誤認為是[Fe(H₂O)₆]³⁺。 ^[1] 

Fe²⁺ 亞鐵離子一般呈淺綠色，有較強的還原性，能與許多氧化劑反應，如氯氣，氧氣等。因此亞鐵離子溶液最好現配現用，儲存時向其中加入一些鐵粉（鐵離子有強氧化性，可以與鐵單質反應生成亞鐵離子） 亞鐵離子也有氧化性，但是氧化性比較弱，能與鎂、鋁、鋅等金屬發生置換反應。

方法1：觀察。亞鐵離子，是綠色的，看的出來。

方法2：加入硫氰化鉀（不是硫氫化鉀）,不顯血紅色.然後加入氯水,顯血紅色,則為亞鐵離子

離子方程式

2Fe²⁺+ Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-

Fe³⁺+ 3SCN^-=Fe（SCN）₃（絡合反應，是可逆的，兩種離子結合的比例不唯一，是檢驗鐵離子的特徵反應，亞鐵離子無此特性）

若想掩蔽鐵離子可使用氟化鈉（NaF），血紅色立即退去，生成更穩定的絡合離子：

[Fe（SCN）₆]^3-（此物質不唯一）+6F^-= [FeF₆]^3-（無色）+6SCN^-

方法3：加入氫氧化鈉溶液，生成白色沉澱，白色沉澱迅速變成灰綠色，最後，變成紅褐色。這證明有鐵離子。

方法4：向溶液中加入酸性高錳酸鉀，若褪色，亞鐵離子，不褪色，則為鐵離子。

方法5：向溶液中加入醋酸鈉，由於亞鐵離子遇醋酸鈉無現象，而鐵離子則發生雙水解，產生沉澱，再結合。

方法6：向兩種溶液中分別加入用硫酸酸化的溴水，振盪，能使溴水褪色的是二價鐵的溶液，不能使溴水褪色的是鐵離子溶液。

離子方程式：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-

方法7：向兩種溶液中加入苯酚，變紫色的是鐵離子的溶液（苯酚與三價鐵生成紫色的絡離子），不變紫色的是亞鐵離子的溶液。

離子反應方程式：

Fe³⁺+6C₆H₅OH=[Fe（C₆H₅O）₆]^3-+6H⁺。

方法8：在澱粉碘化鉀試紙上分別滴兩種溶液，變藍的是鐵離子的溶液（碘化鉀與鐵離子生成碘單質使澱粉變藍），不變藍的是亞鐵離子溶液。 ^[1] 

方法9：加入鄰菲羅啉，顯紅色。

鐵與非氧化性酸反應生成亞鐵離子：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

亞鐵離子轉化成鐵單質：Fe²⁺+Zn=Fe+Zn²⁺

鐵在氯氣中燃燒生成鐵離子：2Fe+3Cl₂=2FeCl₃

鐵離子轉化為鐵單質：Fe₂O₃+3CO=2Fe+3CO₂

鐵離子轉化成亞鐵離子：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺

亞鐵離子轉化成鐵離子：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^{- [4]} 

用2支試管分取兩種溶液各少量，分別滴入可溶性硫氰化物（如KSCN、NaSCN、NH₄SCN）等溶液，變血紅色的是鐵離子溶液：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃

不變血紅色的是亞鐵離子溶液，因為Fe與SCN生成的絡合物Fe（SCN）2為無色：Fe²⁺+2SCN^-=Fe（SCN）₂

取鐵離子與亞鐵離子溶液分別加入鹼液（如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液），生成紅褐色沉澱的是鐵離子溶液。

（加氨水）Fe³⁺+3NH3·H2O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，現象紅褐

（加強鹼）Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，

現象：生成白色沉澱並立即轉變為綠色，最後變為紅褐色的是亞鐵離子溶液。

（加氨水）Fe²⁺+2NH₃·H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄⁺，現象白色沉澱轉變至綠色，最後變為紅褐色。

（加強鹼）Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，現象白色沉澱轉變至綠色，最後變為紅褐色。

4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓，現象紅褐色沉澱。

在盛苯酚溶液的2支試管中分別滴入幾滴鐵離子與亞鐵離子溶液，變紫色的是鐵離子的溶液（苯酚與Fe³⁺生成紫色的絡離子），不變紫色的是亞鐵離子的溶液。

Fe³⁺+6C₆H₅OH=[Fe（C₆H₅O）₆]^3-+6H^{+ [1]}