fe 与 cl2 反应的核心条件是点燃,也就是把铁丝或者铁粉在氯气集气瓶里面点燃引燃,常温下干燥的铁和干燥氯气反应速率非常缓慢,几乎观察不到明显反应,氯气氧化性很强,一旦点燃触发反应之后,铁会直接被氧化成正三价,产物是三氯化铁 FeCl3,不会生成氯化亚铁,这个点经常和铁跟稀盐酸反应做对比考题。之所以必须要点燃作为触发条件,是因为铁表面存在稳定的氧化层,常温下活化能偏高,需要外界提供热量打破活化能壁垒,引燃之后反应本身是剧烈放热,反应一旦启动就可以持续进行,不需要一直加热维持。实验操作的时候要提前排尽集气瓶里面空气,防止铁在氧气里面燃烧生成四氧化三铁,干扰 fe 与 cl2 反应,同时氯气有毒,整套实验必须在通风环境完成,书写方程式是 2Fe 加 3Cl2 点燃生成 2FeCl3,一定要把点燃这个反应条件标注在等号上方,很多学生答题漏掉条件扣分,还要理解为什么同样是含氯试剂,稀盐酸只能把铁氧化到二价,氯气却可以直接氧化到三价,本质就是氯气的氧化能力远强于稀盐酸里面的氢离子。
反应基础信息
反应类型 化合反应 同时属于氧化还原反应
反应物 单质铁 Fe 氯气 Cl2
生成物 三氯化铁 FeCl3
核心触发条件 点燃
化合价变化 Fe 从 0 价升高到正三价 Cl 从 0 价降低到负一价
实验操作步骤清单
1 集气瓶底部铺少量细沙或者少量水,防止高温熔融物掉落炸裂瓶底
2 把铁丝一端绑上火柴梗,火柴梗用来引燃铁丝
3 点燃火柴梗,待火柴快要燃尽的时候,快速把铁丝伸进盛有氯气的集气瓶内
4 观察现象,铁丝剧烈燃烧,产生棕褐色烟,这个烟就是 FeCl3 固体小颗粒
5 反应结束之后,等待冷却,集气瓶里面棕褐色烟,加水之后可以形成黄色三氯化铁溶液
关键条件辨析表格
| 环境 | 是否可以发生 fe 与 cl2 反应 | 反应速率 | 产物 |
|---|---|---|---|
| 常温干燥 | 可以但是极慢 | 几乎不反应 | FeCl3 |
| 点燃条件 | 可以剧烈反应 | 快速剧烈 | FeCl3 |
| 潮湿常温 | 会加快腐蚀 | 腐蚀速度变快 | FeCl3 等腐蚀产物 |
深度易错知识点
1 反应条件是点燃,不是加热,考试写加热属于错误,点燃是引燃触发,和持续加热含义不一样
2 氯气氧化性强,不管铁是过量还是少量,点燃主产物都是三氯化铁,这里要区分溶液体系,在氯化铁溶液里面过量铁可以把三价铁还原成二价亚铁,那是溶液里面后续反应,不是 fe 与 cl2 点燃这个主反应
3 不要混淆 fe 与 cl2 反应和 fe 与稀盐酸反应,稀盐酸产物是二价氯化亚铁,fe 与 cl2 点燃产物是三价氯化铁
4 氯气有毒,实验不可以在密闭普通房间操作,尾气需要碱液吸收,防止氯气泄漏
拓展补充
工业上制备无水三氯化铁,也会利用 fe 与 cl2 这个反应,工业工艺同样是让铁和氯气在加热或者点燃的反应条件下进行化合,得到无水 FeCl3,无水三氯化铁极易吸水潮解,所以制备和保存都需要干燥环境。
【常见问题】
问题 1 fe 与 cl2 反应为什么必须要点燃作为反应条件
回答 1 因为常温下铁和氯气活化能高,铁表面氧化层阻碍反应,fe 与 cl2 反应需要点燃提供能量触发反应,引燃之后反应放热可以维持反应持续进行。
问题 2 fe 与 cl2 反应条件能不能写成加热
回答 2 不建议,中学化学标准答案里面 fe 与 cl2 反应条件是点燃,写加热属于不规范写法,考试容易被判扣分,要严格按照点燃标注。
问题 3 fe 与 cl2 反应条件下铁过量,产物会不会变成氯化亚铁
回答 3 不会,在 fe 与 cl2 点燃这个反应条件下,氯气强氧化性直接把铁氧化成三价,主产物仍然是三氯化铁,过量铁还原三价铁是溶液中的后续反应,不属于该反应条件下的主反应。
问题 4 常温干燥环境 fe 与 cl2 是不是完全不反应
回答 4 不是完全不反应,fe 与 cl2 在常温干燥环境可以缓慢反应,只是速率极低,肉眼很难观察,所以实验和考题都默认需要点燃这个反应条件来获得明显剧烈反应。
【免责申明】
本内容为中学化学学习参考资料,仅用于备考学习辅助,特殊工业工况会有温度压力等额外参数,正式考试请以教材考纲和任课老师讲解为准。


