铁与氯气的反应产物
铁与氯气在加热条件下会发生剧烈的化合反应，生成氯化铁（FeCl₃）。这是一个典型的金属与非金属单质直接化合生成盐的氧化还原反应。反应过程中，氯气作为强氧化剂，将零价的铁原子氧化为+3价的铁离子。值得注意的是，铁在与氯气反应时，无论铁单质是过量还是氯气过量，最终产物都是三氯化铁，而不是氯化亚铁（FeCl₂）。这是因为氯气的氧化性非常强，能够直接将铁氧化到其最高价态（+3价）。反应现象通常包括剧烈燃烧、产生棕红色的烟，这些烟正是生成的氯化铁固体小颗粒。
反应条件与化学方程式
该反应需要一定的条件才能顺利进行。通常需要将铁丝或铁粉加热至红热状态，然后放入充满氯气的集气瓶中。反应的化学方程式为：2Fe + 3Cl₂ →（点燃）→ 2FeCl₃。生成的氯化铁在常温下为黑棕色结晶或六角形薄片，熔点约306℃，沸点约315℃。它具有强烈的吸湿性，在空气中易潮解，能溶于水、乙醇、甘油和乙醚等溶剂。其水溶液因铁离子水解而呈酸性，并呈现黄褐色。
反应意义与实际应用
铁与氯气的反应不仅是中学化学中一个重要的演示实验，展示了氯气的强氧化性，其产物氯化铁也具有广泛的工业用途。氯化铁常用作水处理剂、蚀刻剂（例如印刷电路板）、染料工业的媒染剂，以及有机合成的催化剂。此外，通过这个反应可以清晰地理解，铁与不同氧化剂反应时，其产物的价态会有所不同：与氧化性较弱的盐酸或稀硫酸反应生成+2价的亚铁盐；而与氧化性极强的氯气反应，则直接生成+3价的高铁盐。这生动地体现了反应物氧化性强弱对产物价态的决定性作用。