Faits : A. F._ est propriétaire des parcelles attenantes n os 2856, 3060 et 3069 de la commune de Genève-Petit-Saconnex, dans un périmètre délimité par l'avenue du Bouchet, le chemin Prévost (parcelle n° 2881, dont elle détient 3/34èmes) et le chemin du Petit-Bouchet (parcelle n° 1613), en zone 3 de développement. Ces parcelles font partie d'un plan localisé de quartier n° 29'418-245 (ci-après: le PLQ) adopté le 22 mars 2006, prévoyant la construction de trois immeubles de cinq étages sur rez, soit 49 logements dont 34 en catégorie habitation mixte. Le PLQ prévoit aussi la cession gratuite au domaine public d'une surface située en bordure des parcelles et sur le chemin Prévost, afin de réaliser un trottoir et des places de stationnement. Les parcelles sont grevées de diverses servitudes (restriction de bâtir, restriction d'affectation, restriction de genre de clôtures et restriction aux plantations) en faveur de fonds voisins, notamment les parcelles 2'866 propriété des époux A._, 2'874 propriété de C.C._ et D.C._, et 2'867 propriété de E._ (ci-après: les servitudes, respectivement leurs bénéficiaires), lesquels sont également copropriétaires de la parcelle n° 2881. Une autorisation de construire a été accordée le 23 avril 2012. Elle prévoit notamment que les cessions gratuites et constitutions de servitudes nécessaires doivent être constituées et inscrites au Registre foncier avant l'ouverture du chantier. Le PLQ et l'autorisation sont entrés en force. B. En décembre 2013, l'Office du logement du canton de Genève s'est adressé aux bénéficiaires de servitudes afin d'obtenir une renonciation de gré à gré, puis la radiation de celles-ci. Les bénéficiaires concernés ont opposé un refus. Le 20 février 2015, le Grand Conseil genevois a adopté une loi déclarant d'utilité publique la réalisation du PLQ et autorisant le Conseil d'Etat à exproprier les servitudes empêchant sa réalisation; les oppositions formées par les propriétaires concernés ont été rejetées. La loi est entrée en vigueur le 18 avril 2015. Une nouvelle invitation a été adressée aux propriétaires concernés afin qu'ils renoncent à leurs servitudes. Aucune suite n'a été donnée à cette invitation. Par trois arrêtés du 28 octobre 2015, le Conseil d'Etat genevois a décrété l'expropriation, en faveur du fonds servant, des quatre servitudes dont bénéficiaient les parcelles des époux A._, de C.C._ et D.C._ et de E._. Par ailleurs, le Conseil d'Etat a également prononcé l'expropriation des 3/34èmes de copropriété détenus par dame F._ dans la parcelle n° 2881 (chemin Prévost, ci-après également: la parcelle de dépendance), en vue de leur incorporation au domaine public en exécution du PLQ. La construction des bâtiments prévus était déclarée urgente et les juridictions administratives compétentes étaient requises d'ordonner l'envoi en possession anticipé. C. Par arrêt du 12 avril 2016, la Chambre administrative de la Cour de justice genevoise a rejeté le recours formé par les époux A._, C.C._ et D.C._ et E._, et a confirmé les arrêtés d'expropriation. S'agissant de l'incorporation au domaine public des quotes-parts de la parcelle n° 2881, celle-ci était déjà prévue à titre gratuit dans le PLQ et l'autorisation de construire. Les servitudes empêchaient la réalisation des immeubles projetés, de sorte que leur expropriation était rendue nécessaire. La Chambre administrative a par ailleurs considéré que les conditions pour une prise de possession anticipée étaient réunies. Conformément à la pratique, la fixation de l'indemnité d'expropriation était du ressort du Tribunal administratif de première instance (TAPI) auquel le dossier a été transmis. D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A.A._ et B.A._, C.C._ et D.C._ et E._ demandent au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt cantonal ainsi que les trois arrêtés du 28 octobre 2015 en tant qu'ils décrètent l'expropriation au profit de dame F._ des droits (3/34ème) détenus par cette dernière dans la parcelle de dépendance n° 2881 en vue de leur incorporation dans le domaine public. Subsidiairement, ils concluent au renvoi de la cause à la Chambre administrative pour nouvelle décision au sens des considérants. Ils demandent l'effet suspensif, qui a été accordé par ordonnance du 20 juin 2016 en tant qu'il concernait l'envoi en possession anticipé. Les recourants ne remettent pas en cause l'expropriation des servitudes dont bénéficient leurs parcelles, mais uniquement l'expropriation de la quote-part détenue par l'intimée sur la parcelle n° 2881. La Chambre administrative s'en rapporte à justice sur la recevabilité du recours et persiste dans les considérants et le dispositif de son arrêt. Le Conseil d'Etat, agissant par le Département cantonal de l'aménagement, du logement et de l'énergie (DALE) et la Ville de Genève concluent au rejet du recours. F._ conclut à l'irrecevabilité, subsidiairement au rejet du recours. Au terme d'un second échange d'écritures, les recourants et le DALE persistent dans leurs conclusions respectives. Les autres parties n'ont pas déposé de nouvelles déterminations.