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氯化鐵

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氯化鐵是一種共價無機化合物，化學式FeCl3。為黑棕色結晶，也有薄片狀，熔點306℃、沸點316℃ [1]  ，易溶於水並且有強烈的吸水性，能吸收空氣裏的水分而潮解。FeCl3從水溶液析出時帶六個結晶水為FeCl3·6H2O，六水三氯化鐵是橘黃色的晶體。氯化鐵是一種很重要的鐵鹽。
中文名
氯化鐵 [4] 
外文名
Ferric chloride [4] 
Iron(III) chloride [5] 
別    名
無水氯化鐵
氯化鐵(III) [5] 
化學式
FeCl3 [4] 
分子量
162.204 [4] 
CAS登錄號
7705-08-0 [4] 
EINECS登錄號
231-729-4 [4] 
熔    點
306°C
沸    點
316 ℃ [4] 
水溶性
易溶於水
密    度
2.8 g/cm³ [4] 
外    觀
黑色結晶性粉末
閃    點
316 ℃ [4] 
安全性描述
S26；S39 [4] 
危險性符號
Xn [4] 
危險性描述
R22；R38；R41 [4] 

目錄

  1. 1 理化性質
  2. ▪ 物理性質
  3. ▪ 化學性質
  4. 2 製備方法
  5. 3 應用領域
  1. 4 計算化學數據
  2. 5 分子結構數據
  3. 6 檢驗
  4. ▪ 檢測方法
  5. ▪ 檢驗標準
  1. 7 泄漏應急處理
  2. 8 防護措施
  3. 9 急救措施
  4. 10 安全信息

氯化鐵理化性質

三氯化鐵水溶液呈酸性，有腐蝕性。水解後生成棕色絮狀氫氧化鐵，有強凝聚力。在空氣中易潮解，吸濕性強。能生成2，2.5，3.5，6水物。為氧化劑，與銅、鋅等金屬能發生氧化還原反應。與許多溶劑生成絡合物。與亞鐵氰化鉀反應，生成深藍色普魯士藍。工作人員應作好防護，若不慎觸及皮膚，應立即用流動清水沖洗。該物質應與金屬粉末、易燃、可燃物，還原劑等分開存放。無水三氯化鐵能溶於許多溶劑中，特別是那些可以和三氯化鐵生成絡合物的溶劑，有如醇類、醚類、酮類、吡啶、苯甲腈、三溴化磷、二氧化硫和氯化硫酰。在空氣中加熱則變成氧化鐵和氯。 [5] 
無水三氯化鐵晶體結構 無水三氯化鐵晶體結構
在較熔點略低的温度下可使之昇華，由測定蒸氣密度可知，在440℃時為二聚體，高於750℃時為單體，但高於此温度時將發生放氯反應。和潮濕空氣接觸時，無水鹽很容易轉化成黃棕色的六水合物。因此，如果需要將無水三氯化鐵從一個容器中轉移入另一儀器中時，應在“乾燥箱”中進行。 [5] 

氯化鐵物理性質

熔點
306℃
密度
2.8g/cm3
沸點
316℃
外觀
黑棕色結晶性粉末
溶解性
易溶於水，不溶於甘油，易溶於甲醇、乙醇、丙酮、乙醚。 [2] 

氯化鐵化學性質

反應對象
原理及方程式
與鹼反應
Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3
FeCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl [2] 
與還原劑反應
2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl
2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl [2] 
氯化鐵與烯醇類發生顯色反應
具有羥基與sp2雜化碳原子相連的結構（ -C=C-OH）結構的化合物能與FeCl3的水溶液顯示特殊的顏色：苯酚、均苯三酚顯紫色；鄰苯二酚、對苯二酚顯綠色；甲苯酚顯藍色。也有些酚不顯色。 [2] 
鐵離子的檢驗
FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl
溶液由黃色（Fe3+）變為血紅色[Fe(SCN)3] [2] 
氯化鐵與相對於Fe的活潑金屬
鎂：3Mg+2FeCl3=3MgCl2+2Fe
溶液由黃色變成無色。
鋁：Al+FeCl3=AlCl3+Fe
溶液由黃色變成無色。
鋅：3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2Fe
溶液由黃色變成無色。 [2] 
（以上均為金屬過量）
氯化鐵與其它金屬
銅：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
溶液由黃色變成藍色（FeCl2的淺綠色被掩蓋）。
鐵：Fe+2FeCl3=3FeCl2
溶液由黃色變成淺綠色。
注：氯化鐵不能與K、Ca、Na、Ba反應。 [2] 
水解反應
氯化鐵是初高中範圍內接觸到的水溶液酸性最強的鹽之一，這是由於Fe3+的強烈水解反應造成的：
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+
FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl
（因為水解是可逆反應，生成的Fe(OH)3量極少，不能沉澱出來，所以不寫沉澱符號）
這也是蒸發氯化鐵溶液只能得到氫氧化鐵或鹼式氯化鐵的原因（如需得到氯化鐵需在氯化氫氛圍內蒸發，抑制水解）
（若繼續加熱，則會繼續脱去HCl得到氫氧化鐵） [3] 
FeCl3+3H2O=Fe(OH)3（膠體）+3HCl
實驗室可利用氯化鐵的水解反應制成氫氧化鐵膠體。 [2] 

氯化鐵製備方法

將廢鐵屑放人鋼製立式反應爐內進行氯化。反應爐上部為預熱段，內襯耐火材料；下部為反應段，有水冷夾套。廢鐵屑（絲）從頂部加入，與逆流而上的氯氣於下部反應段進行反應。生成的三氯化鐵蒸氣和尾氣由頂部排出，進人冷凝捕集器中冷凝為固體結晶，經攪拌器從冷凝捕集器壁上刮下，製得無水三氯化鐵成品。其反應方程式如下： [5] 
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl2
尾氣中含有少量未反應的遊離氯和三氯化鐵，用氯化亞鐵溶液吸收氯氣，得到三氯化鐵溶液。生產操作中，因三氯化鐵蒸氣與空氣中水分接觸後強烈發熱，並放出鹽酸氣，因此管道和設備要密封良好，整個系統在負壓下操作。 [5] 

氯化鐵應用領域

主要用於金屬蝕刻,污水處理.其中蝕刻包括銅,不鏽鋼,鋁等材料的蝕刻，對低油度的原水處理，具有效果好、價格便宜等優點，但帶來水色泛黃的缺點。也用於印染滾筒刻花、電子工業線路板及熒光數字筒生產等。建築工業用於製備混凝土，以增強混凝土的強度、抗腐蝕性和防水性。也能與氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鋁、硫酸鋁、鹽酸等配製成泥凝土的防水劑，無機工業用作製造其他鐵鹽和墨水。染料工業用作印地科素染料染色時的氧化劑。印染工業用作媒染劑。冶金工業用作提取金、銀的氯化侵取劑。有機工業用作催化劑、氧化劑和氯化劑。玻璃工業用作玻璃器皿熱態着色劑。制皂工業用作肥皂廢液回收甘油的凝聚劑。
氯化鐵的另外一個重要用途就是五金蝕刻，蝕刻產品如：眼鏡架，鐘錶，電子元件，標牌銘牌。 [2] 

氯化鐵計算化學數據

數據 [5]  ：
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:0
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積0
7.重原子數量:4
8.表面電荷:0
9.複雜度:8
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1

氯化鐵分子結構數據

數據 [5]  ：
1、摩爾折射率：無可用的
2、摩爾體積（cm3/mol）：無可用的
3、等張比容（90.2K）：無可用的
4、表面張力（dyne/cm）：無可用的
5、介電常數：無可用的
6、極化率（10-24cm3）：無可用的
7、單一同位素質量：160.8415 Da
8、標稱質量：161 Da
9、平均質量：162.204 Da

氯化鐵檢驗

氯化鐵檢測方法

原子吸收法 《食品中添加劑的分析方法》，馬家驤等譯。
比色法（EPA方法 9250）
滴定法（EPA方法 9252） [2] 

氯化鐵檢驗標準

GB 4482-2006
氯化鐵（FeCl3）的質量分數/% ≥
96.0
41.0
93.0
38.0
氯化亞鐵（FeCl2）的質量分數/% ≤
2.0
0.30
3.5
0.40
不容物的質量分數 ≤
1.5
0.50
3.0
0.50
遊離酸（以HCl計）的質量分數/% ≤
—
0.40
—
0.50
砷（As）的質量分數/% ≤
0.0004
0.0002
—
—
鉛（Pb）的質量分數/% ≤
0.002
0.001
—
—
汞（Hg） 的質量分數/% ≤
0.00002
0.00001
—
—
鎘（Cd）的質量分數/% ≤
0.0002
0.0001
—
—
鉻[Cr（VI）]的質量分數/% ≤
0.001
0.0005
—
—

氯化鐵泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，周圍設警告標誌，建議應急處理人員戴好防毒面具，穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物，避免揚塵，收集運至廢物處理場所處置。使其溶於a.水、b.酸、或c.氧化成水溶液狀態，再加硫化物發生沉澱反應，然後廢棄。也可以用大量水沖洗，經稀釋的洗水放入廢水系統。如大量泄漏，收集回收或無害處理後廢棄。

氯化鐵防護措施

防護部分
防護措施
呼吸系統防護
可能接觸其粉塵時，應該佩帶防塵口罩。必要時佩帶防毒面具。
眼睛防護
戴化學安全防護眼鏡。
防護服
穿工作服（防腐材料製作）。
手防護
戴橡皮手套。
其他
工作後，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗後再用。保持良好的衞生習慣。

氯化鐵急救措施

接觸部分
急救措施
皮膚接觸
立即用水沖洗至少15分鐘。若有灼傷，就醫治療。
眼睛接觸
立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入
迅速脱離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。必要時進行人工呼吸。就醫。
食入
患者清醒時立即漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。

氯化鐵安全信息

安全術語
S26：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接觸後，立即用大量水沖洗並徵求醫生意見。
S39：Wear eye/face protection.
戴眼睛/面孔保護裝置。
風險術語
R22：Harmful if swallowed.
吞食是有害的。
R38：Irritating to skin.
刺激皮膚。
R41：Risk of serious damage to eyes.
對眼睛有嚴重損害的風險。
參考資料
  • 1.    "Hazardous Substances Data Bank" data were obtained from the National Library of Medicine.
  • 2.    化學教材研究中心．化學選修4．北京：人民教育出版社，2010
  • 3.    北京師範大學、華中師範大學、南京師範大學無機化學教研室．無機化學．北京：高等教育出版社，2003：772-772
  • 4.    三氯化鐵  ．化源網[引用日期2022-09-20]
  • 5.    無水三氯化鐵  ．化學+[引用日期2024-06-12]