我國現(xiàn)行高級中學化學教科書中的酸、堿和鹽溶解性表,將碳酸鐵(Ⅲ)不溶于水改成在水中不存在.這是由于水合鐵離子(Fe(H2O)3+6)中Fe3+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.在Fe(H2O)3+6中,Fe3+對配位的極性H2O分子中帶負電荷的氧原子的吸引力和對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.因此Fe(H2O)3+6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)3+6的水解性增大,而使它的溶液呈現(xiàn)較強的酸性.在易溶性鐵(Ⅲ)鹽溶液中,加入堿金屬的碳酸鹽溶液時,便生成膠狀Fe(OH)3沉淀,放出氣體CO2,其反應可用離子方程式(1)表示.通過298K,反應物和產(chǎn)物的標準生成自由能(ΔfG298°),可求得反應(1)的標準自由能變(ΔfG298°)和標準平衡常數(shù)(K°).
顯而易見,反應(1)是不可逆的,能夠進行到底.
如果在Fe3+溶液中,加入碳酸鈉溶液,使二者的濃度均為0.100mol/L,就能由CO2-3的一級水解反應,求出[OH-]=4.22×10-3.
生成Fe(OH)3的離子積(Qi)為Qi=[Fe3+][OH-]3=0.100×(4.22×10-3)3=7.51×10-9.
Qi>>Ksp,因此,在這個溶液中能生成膠狀Fe(OH)3沉淀.
由以上2個計算都能說明在水溶液中不存在碳酸鐵(Ⅲ).