Содержание
-
Железо
-
В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы. Порядковый номер - 26 Электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d6 4s2.
-
Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2) и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степени окисления +2, +3 и иногда +6.
-
Нахождение в природе
-
Железо является вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия). Наиболее важные природные соединения: Fe2O3. 3H2O - бурый железняк Fe2O3 - красный железняк Fe3O4(FeO . Fe2O3) - магнитный железняк FeS2 - железный колчедан (пирит)
-
Получение
-
В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II) в доменных печах C + O2 = CO2, CO2 + C = 2CO. 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2, Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2, FeO + CO = Fe + CO2.
-
В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними
-
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Хлорид железа (III) 3Fe + 2O2 = Fe3O4(FeO Fe2O3) Оксид железа (II,III) Fe +2S = FeS2 Сульфид железа (II)
-
При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором: 3Fe + C = Fe3C Карбид железа (цементит) 3Fe + Si = Fe3Si Силицид железа 3Fe + 2P = Fe3P2 Фосфид железа (II)
-
Во влажном воздухе железо быстро окисляется (корродирует): 4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3,
-
Железо является металлом средней активности. Только при высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
-
Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из кислот водород: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная H2SO4 окисляет железо до сульфита железа (III): 2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
-
Разбавленная азотная кислота окисляет железо до нитрата железа (III): Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O. Концентрированная азотная кислота пассивируетжелезо. Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
-
Соединения железа (II)
-
Оксид железа (II) FeO
FeO- черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Его получают восстановлением оксида железа(II,III) оксидом углерода (II): Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2. Оксид железа (II) - основной оксид, легко реагирует с кислотами, при этом образуются соли железа(II): FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O
-
Гидроксид железа (II) Fe(OH)2
Fe(OH)2 - порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солей железа (II) при взаимодействии их со щелочами: FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
-
1. Fe(OH)2 проявляет свойства основания, легко реагирует с кислотами: Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O, 2. При нагревании гидроксид железа (II) разлагается: Fe(OH)2 = FeO + H2O.
-
Соединения со степенью окисления железа +2 проявляют восстановительные свойства, так как Fe2+ легко окисляется до Fe+3: Fe+2 - 1e = Fe+3 Так, свежеполученный зеленоватый осадок Fe(OH)2 на воздухе очень быстро изменяет окраску - буреет. Изменение окраски объясняется окислением Fe(OH)2 в Fe(OH)3 кислородом воздуха: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3.
-
Соединения железа III
-
Оксид железа (III) Fe2O3
Оксид железа (III) Fe2O3 - порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают: а) разложением гидроксида железа (III): 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O б) окислением пирита (FeS2): 4FeS2-1 + 11O20 = 2Fe2+3O3-2 + 8S+4O2-2.
-
Оксид железа (III) проявляет амфотерные свойства: 1. Взаимодействует с твердыми щелочами, с карбонатами натрия и калия при высокой температуре: Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O, Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2. Феррит натрия
-
Гидроксид железа (III)
Гидроксид железа (III) получают из солей железа (III) при взаимодействии их со щелочами: FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl,
-
Гидроксид железа (III) является более слабым основанием, чем Fe(OH)2, и проявляет амфотерные свойства. При взаимодействии с разбавленными кислотами Fe(OH)3 легко образует соответствующие соли: Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 + H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O
-
Реакции с концентрированными растворами щелочей протекают лишь при длительном нагревании. Соединения со степенью окисления железа +3 проявляют окислительные свойства, так как под действием восстановителей Fe+3 превращается в Fe+2: Fe+3 + 1e = Fe+2. Так, например, хлорид железа (III) окисляет йодид калия до свободного йода: 2Fe+3Cl3 + 2KI = 2Fe+2Cl2 + 2KCl + I20
-
Качественные реакции на катион железа (III)
а) Реактивом для обнаружения катиона Fe2+ является гексациано(II) феррат калия (желтая кровяная соль) K4[Fe(CN)6] При взаимодействии ионов [Fe(CN)6]4- с ионами Fe3+ образуется темно-синий осадок – берлинская лазурь 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 +12KCl
-
б) Катионы Fe3+легко обнаруживаются с помощью роданида аммония (NH4CNS). В результате взаимодействия ионов CNS1- с катионами железа (III)Fe3+ разуется малодиссоциирующий роданид железа (III) кроваво-красного цвета: FeCl3 + 3NH4CNS Fe(CNS)3 + 3NH4Cl
-
Вопросы для контроля
1.Как можно получить хлорид железа (III) и хлорид железа (II) из железа? Напишите уравнения реакций. 2.Какие оксиды и гидроксиды образует железо? Укажите их кислотно-основный характер. 3.Какие вы знаете качественные реакции на ионы железа (II) и (III).
-
Ответы.
1. Fe + Cl2=FeCl3 Fe+2HCl=FeCl2+H2 2.FeO- основной оксид. Fe(OH)2- проявляет свойства основания. Fe2O3 - проявляет амфотерные свойства. Fe(OH)3 - проявляет амфотерные свойства.
-
3. Реактивом для обнаружения катиона Fe2+ является гексациано(II) феррат калия K4[Fe(CN)6] Катионы Fe3+легко обнаруживаются с помощью роданида аммония (NH4CNS).
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.