菱鐵礦(碳酸鐵礦石)
中學(xué)化學(xué)教科書中的酸、堿和鹽溶解性表,將碳酸鐵(ⅲ)不溶于水改成在水中不存在。這是由于Fe(H2O)63 中Fe 3 的電荷多,半徑小,電荷的平方與半徑之比值大(Z2/r=3515c2·m-1×1028),所以它的極化能力強(qiáng)。在Fe(H2O)63 中,F(xiàn)e 3 對(duì)配位的極性H2O分子中帶負(fù)電荷的氧原子的吸引力和對(duì)帶正電荷的氫原子的推斥力均較大,使水分子離解質(zhì)子的能力增強(qiáng)。
因此Fe(H2O)63 能給出質(zhì)子,是質(zhì)子酸。Fe(OH)3的溶度積小(ksp=1.1×10-36),也能促使Fe(H2O)63 的水解性增大,而使它的溶液呈現(xiàn)較強(qiáng)的酸性。在易溶性鐵(ⅲ)鹽溶液中,加入堿金屬的碳酸鹽溶液時(shí),便生成膠狀Fe(OH)3沉淀,放出氣體CO2,其反應(yīng)可用離子方程式(1)表示。通過298k,反應(yīng)物和產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能(δfG298°),可求得反應(yīng)(1)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變(δfG298°)和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)(k°)。
顯而易見,反應(yīng)(1)是不可逆的,能夠進(jìn)行到底。
如果在Fe 3 溶液中,加入碳酸鈉溶液,使二者的濃度均為0.100mol/l,就能由CO3 2-的一級(jí)水解反應(yīng),求出[OH-]=4.22×10-3。
生成Fe(OH)3的離子積(K)為K=[Fe 3 ][OH– ]3=0.100×(4.22×10-3)3=7.51×10-9。
K>>ksp,因此,在這個(gè)溶液中能生成膠狀Fe(OH)3沉淀。
由以上2個(gè)計(jì)算都能說明在水溶液中不存在碳酸鐵(ⅲ)。