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氯化铁

2022-06-26 10:55:52 百科资料

氯化铁是一种共价无机化合物,化学式FeCl3。是一种共价化合物。为黑棕色结晶,也有薄片状,熔点306℃、沸点316℃ ,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。FeCl3从水溶液析出时带六个结晶水为FeCl3·6H2O,六水合氯化铁是橘黄色的晶体。氯化铁是一种很重要的铁盐。

  • 中文名称 氯化铁
  • 外文名称 ferric chloride
  • 别名 无水氯化铁
  • 化学式 FeCl3
  • 分子量 162.204

理化性质

物理性质

  外观与性状:黑棕色结晶,粉状也略带块状

  InChI=1/3ClHFe/h3*1H/q+3/p-3

  熔点(℃):306

  相对密度(水=1):2.90

  沸点(℃):316

  相对蒸气密度(空气=1):5.61

  溶解性:易溶于水,不溶于甘油,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚。

化学性质

  1.与碱反应

  Fe +3OH=Fe(OH)3

  FeCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl

  2.与还原剂反应

  2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl

  2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl

  3.氯化铁与烯醇类发生显色反应

  具有羟基与sp杂化碳原子相连的结构( -C=C-OH)结构的化合物能与FeCl3的水溶液显示特殊的颜色:苯酚、均苯三酚显紫色;邻苯二酚、对苯二酚显绿色;甲苯酚显蓝色。也有些酚不显色。

  4.铁离子的检验

  FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl

  溶液由黄色(Fe)变为血红色[Fe(SCN)3]

  5.氯化铁与相对于Fe的活泼金属

  镁:3Mg+2FeCl3=3MgCl2+2Fe

  溶液由黄色变成无色。

  铝:Al+FeCl3=AlCl3+Fe

  溶液由黄色变成无色。

  锌:3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2Fe

  溶液由黄色变成无色。

  (以上均为金属过量)

  6.氯化铁与其它金属

  铜:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2

  溶液由黄色变成蓝色(FeCl2的浅绿色被掩盖)。

  铁:Fe+2FeCl3=3FeCl2

  溶液由黄色变成浅绿色。

  注:氯化铁不能与K、Ca、Na、Ba反应。

  7.水解反应

  氯化铁是初高中范围内接触到的水溶液酸性最强的盐之一,这是由于Fe的强烈水解反应造成的:

  Fe+3H2O⇌Fe(OH)3+3H

  FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl

  (因为水解是可逆反应,生成的Fe(OH)3量极少,不能沉淀出来,所以不写沉淀符号)

  这也是蒸发氯化铁溶液只能得到氢氧化铁或碱式氯化铁的原因(如需得到氯化铁需在氯化氢氛围内蒸发,抑制水解)

  FeCl3·6H2O==△==Fe(OH)Cl2+HCl+5H2O (若继续加热,则会继续脱去HCl得到氢氧化铁)

  FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl

  实验室可利用氯化铁的水解反应制成氢氧化铁胶体。

制备

  固体产品采用氯化法,低共熔混合物反应法和四氯化钛副产法,液体产品采用盐酸法和一步氯化法。

  将含铁酸洗液或废盐酸置于反应釜装置中,同时加入铁粉或铁屑,酸与铁发生放热反应产生的热能对物料预加热,然后加入催化剂并通入氧气,再开启循环泵,使反应液循环3-5小时,待聚合反应完全;将反应液转入沉淀槽沉淀或以过滤方式对产品进行分离和富集。采用含铁酸洗液或废盐酸生产聚合氯化铁的方法降低生产成本,实现废物的资源综合利用。

  1.氯化法

  以废铁屑和氯气为原料,在一立式反应炉里反应,生成的氯化铁蒸气和尾气由炉的顶部排出,进入捕集器冷凝为固体结晶,即是成品。尾气中含有少量未反应的游离氯化铁。用氯化亚铁溶液吸收氯气,得到氯化铁溶液作为副产品。生产操作中氯化铁蒸气与空气中水分接触后强烈发热,并放出盐酸气,因此管道和设备要密封良好。整个系统在负压下操作。

  2.低共熔混合物反应法(熔融法)

  在一个带有耐酸衬里的反应器中,令铁屑和干燥氯气在氯化亚铁与氯化钾或氯化钠的低共熔混合物(例如,70%FeCl3和30%KCl)内进行反应。成氯化铁,升华被收集在冷凝室中,该法制得的氯化铁纯度高。

  3.氯化铁溶液的合成方法

  将铁屑溶于盐酸中,先生成氯化亚铁,再通往氯气氧化成氯化铁。

  冷却氯化铁浓溶液,便产生氯化铁的六水物结晶。

  4.复分解法

  用氧化铁与盐酸反应结晶得氯化铁成品。

用途

  主要用于金属蚀刻,污水处理.其中蚀刻包括铜,不锈钢,铝等材料的蚀刻,对低油度的原水处理,具有效果好、价格便宜等优点,但带来水色泛黄的缺点。也用于印染滚筒刻花、电子工业线路板及荧光数字筒生产等。建筑工业用于制备混凝土,以增强混凝土的强度、抗腐蚀性和防水性。也能与氯化亚铁、氯化钙、氯化铝、硫酸铝、盐酸等配制成泥凝土的防水剂,无机工业用作制造其他铁盐和墨水。染料工业用作印地科素染料染色时的氧化剂。印染工业用作媒染剂。冶金工业用作提取金、银的氯化侵取剂。有机工业用作催化剂、氧化剂和氯化剂。玻璃工业用作玻璃器皿热态着色剂。制皂工业用作肥皂废液回收甘油的凝聚剂。

  氯化铁的另外一个重要用途就是五金蚀刻,蚀刻产品如:眼镜架,钟表,电子元件,标牌铭牌。

检验

检测方法

  原子吸收法 《食品中添加剂的分析方法》,马家骧等译。

  比色法(EPA方法 9250)

  滴定法(EPA方法 9252)

检验标准

  GB 4482-2006

  氯化铁(FeCl3)的质量分数/% ≥

  96.0

  41.0

  93.0

  38.0

  氯化亚铁(FeCl2)的质量分数/% ≤

  2.0

  0.30

  3.5

  0.40

  不容物的质量分数 ≤

  1.5

  0.50

  3.0

  0.50

  游离酸(以HCl计)的质量分数/% ≤

  -

  0.40

  -

  0.50

  砷(As)的质量分数/% ≤

  0.0004

  0.0002

  -

  -

  铅(Pb)的质量分数/% ≤

  0.002

  0.001

  -

  -

  汞(Hg) 的质量分数/% ≤

  0.00002

  0.00001

  -

  -

  镉(Cd)的质量分数/% ≤

  0.0002

  0.0001

  -

  -

  铬[Cr(VI)]的质量分数/% ≤

  0.001

  0.0005

  -

  -

  表格参考资料来源:分析化学

安全风险

健康危害

  侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

  健康危害:吸入该品粉尘对整个呼吸道有强烈刺激腐蚀作用,损害粘膜组织,引起化学性肺炎等。对眼有强烈腐蚀性,重者可导致失明。皮肤接触可致化学性灼伤。口服灼伤口腔和消化道,出现剧烈腹痛、呕吐和虚脱。

  慢性影响:长期摄入有可能引起肝肾损害。

  毒理学资料及环境行为。

  急性毒性:LD50:1872mg/kg(大鼠经口)

  危险特性:受高热分解产生有毒的腐蚀性气体氯化氢。

  燃烧(分解)产物:氯化物。

泄漏处理

  隔离泄漏污染区,周围设警告标志,建议应急处理人员戴好防毒面具,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,避免扬尘,收集运至废物处理场所处置。使其溶于a.水、b.酸、或c.氧化成水溶液状态,再加硫化物发生沉淀反应,然后废弃。也可以用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。

防护措施

  呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,应该佩带防尘口罩。必要时佩带防毒面具。

  眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

  防护服:穿工作服(防腐材料制作)。

  手防护:戴橡皮手套。

  其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。

急救措施

  皮肤接触:立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。

  眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。就医。

  吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。

  食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

  灭火方法:雾状水、火场周围可用的灭火介质。

风险术语

  R22吞食有害。

  R38刺激皮肤。

  R41对眼睛有严重伤害。

安全术语

  S26不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

  S39戴护目镜或面具。

  S36/37/39穿戴适当的防护服、手套和护目镜或面具。

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