硫酸铁
[CAS 10028-22-5]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 金属硫化物及硫酸盐
• 产品名称: 硫酸铁
• 英文名: Ferric sulfate
• 别名: Iron (III) sulfate; Sulfuric acid iron(3+) salt (3:2)
• 分子式: Fe₂.(SO₄)₃
• 分子量: 399.86
• CAS 登录号: 10028-22-5
• EC 号码: 233-072-9
• 分子行输入简码SMILES: [O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[Fe+3].[Fe+3]

物理化学性质

• 密度: 3.097 g/mL (实验值)
• 熔点: 480 °C (分解) (实验值)
• 溶解度: Slightly 可溶于水 (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS05;GHS07 危险
• 危害标签: H290-H302-H315-H317-H318-H319-H335-H412
• 防护标签: P234-P261-P264-P264+P265-P270-P271-P272-P273-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P305+P354+P338-P317-P319-P321-P330-P332+P317-P333+P317-P337+P317-P362+P364-P390-P403+P233-P405-P406-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
严重眼损伤	Eye Dam.	1	H318
对金属有腐蚀作用的物质或混合物	Met. Corr.	1	H290
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
皮肤致敏	Skin Sens.	1	H317
对水生环境长期有害	Aquatic Chronic	3	H412
皮肤腐蚀	Skin Corr.	1B	H314
皮肤腐蚀	Skin Corr.	1A	H314

• 危险品运输编号: UN 9121

chemBlink 化学品故事

硫酸铁（Ferric sulfate，Fe₂(SO₄)₃）是一种常见的三价铁盐。它的重要性并不主要来自化合物本身，而在于它进入水中以后发生的一系列反应。一个多世纪以来，铁盐广泛应用于饮用水净化、污水处理和各种工业过程。硫酸铁尤其能够说明一个看似简单的无机化学原理，如何帮助现代社会解决一个极其重要的问题：从大量水中除去那些微小到几乎无法自然沉降的杂质。

水处理面对的一个基本困难，是许多杂质并不像普通泥沙那样容易沉到底部。黏土、微生物、天然有机物以及其他微小颗粒，可以由于粒径极小以及表面带有电荷而长期悬浮在水中。颗粒之间的静电作用使它们保持分散，因此即使把浑水静置很长时间，也未必能够得到真正清澈的水。要把这些微粒除去，首先需要改变它们在水中的物理化学行为。

硫酸铁正是通过混凝作用（coagulation）完成这一过程。硫酸铁溶于水后释放 Fe³⁺，三价铁离子随后发生一系列水解反应。在适当的 pH 和水质条件下，这些反应形成不同的羟基铁物种，并最终产生难溶的氢氧化铁 Fe(OH)₃。这些物种可以削弱或中和胶体颗粒表面的电荷，而不断形成的氢氧化铁沉淀还能够吸附和捕获水中的悬浮物。

由此产生的现象非常直观。原来肉眼无法分辨、也无法自行沉降的微粒开始相互聚集，逐渐形成越来越大的絮体（flocs）。经过适当的搅拌和絮凝过程，这些絮体最终变得足够大、足够重，可以通过沉淀或过滤从水中分离。混凝与絮凝因此成为现代常规饮用水处理最基本的工艺之一。

硫酸铁作为混凝剂具有多方面的实际价值。三价铁体系能够在较宽的 pH 范围内发挥作用，不仅可以降低水的浊度，还能够去除部分天然有机物和造成水体颜色的物质。提前除去天然有机物还有另一个重要意义：某些有机物在后续消毒过程中可能与消毒剂反应，生成不希望产生的消毒副产物。因此，混凝的作用并不仅仅是使浑水在视觉上变清，而是能够进一步改善最终饮用水的化学质量。

同样的铁化学在污水处理中也十分重要。磷是生命所必需的营养元素，但过量的磷排入湖泊和河流后，可以促进水体富营养化和藻类过度繁殖。铁盐可以与磷酸盐发生作用，并帮助溶解态的磷转移到固相，随后随污泥从污水中分离。因此，利用铁盐进行化学除磷已经成为控制污水磷排放的重要技术之一。

硫酸铁的应用并不限于市政水处理。铁盐历史上还曾用于染色中的媒染、金属处理以及多种工业过程。不过，现代水处理仍然最能体现这种简单无机盐的技术价值。一座大型水厂每天可能处理数百万甚至更多升水，而其中一些关键净化步骤，本质上仍然依赖离子、胶体表面和新生成的金属氢氧化物之间发生的微观化学作用。

当然，硫酸铁并不是加入越多越好。实际处理所需剂量取决于原水浊度、天然有机物含量、碱度、温度和 pH 等多种因素。剂量不足可能无法有效破坏胶体稳定性，而不适当的投加量或 pH 条件又可能降低处理效果，并造成较高的残余铁。因此，现代混凝工艺实际上是一套经过精确控制和优化的化学过程。

硫酸铁的故事揭示了环境化学中的一个重要思想：治理污染并不一定意味着逐个破坏污染物分子。有时，更有效的方法是改变污染物的物理化学行为，使原本无法分离的物质变得可以分离。硫酸铁能够把肉眼难以察觉的胶体颗粒转化为可以沉淀和过滤的絮体，并帮助某些溶解态污染物进入可以去除的固相。正是这种并不起眼的化学作用，使它成为支撑现代城市水处理基础设施的重要化学品之一。

References

1. National Research Council (1982). Water Chemicals Codex. National Academies Press. Ferric Sulfate. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK216463/

2. National Health and Medical Research Council. Australian Drinking Water Guidelines: Ferric sulfate. https://guidelines.nhmrc.gov.au/australian-drinking-water-guidelines/part-5/treatment-chemicals/ferric-sulfate