17. d -елементи. Залізо, загальна характеристика, властивості. Оксиди та гідроксиди, КО та ВВ характеристика, біороль, здатність до комплексоутворення.
1. Загальна характеристика.
Залізо d-елемент побічної підгрупи восьмої групи четвертого періоду ПСХЕ з атомним номером 26.
Один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію).
Проста речовина залізо - ковкий метал сріблясто-білого кольору з високою хімічною реакційною здатністю: залізо швидко корродуєпри високих температурах або за високої вологості на повітрі.
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
У чистому кисні залізо горить, а в дрібнодисперсному стані самозаймається і на повітрі.
3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3
3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3
FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (залізна окалина)
Власне залізом зазвичай називають його сплави з малим вмістом домішок (до 0,8 %), які зберігають м'якість і пластичність чистого металу. Але на практиці частіше застосовуються сплави заліза з вуглецем: сталь (до 2,14 вага. % вуглецю) і чавун (понад 2,14 вага. % вуглецю), а також нержавіюча (легована) сталь з добавками легуючих металів (хром, марганець, нікель та ін). Сукупність специфічних властивостей заліза та її сплавів роблять його «металом № 1» за важливістю людини.
У природі залізо рідко зустрічається у чистому вигляді, найчастіше воно зустрічається у складі залізо-нікелевих метеоритів. Поширеність заліза в земній корі - 4,65% (4 місце після O, Si, Al). Вважається також, що залізо становить більшу частину земного ядра.
2.Властивості
1.Фіз.св-ва.Залізо – типовий метал, у вільному стані – сріблясто-білого кольору з сіруватим відтінком. Чистий метал пластичний, різні домішки (зокрема – вуглець) підвищують його твердість та крихкість. Має яскраво виражені магнітні властивості. Часто виділяють так звану «тріаду заліза» - групу трьох металів (залізо Fe, кобальт Co, нікель Ni), що мають схожі фізичні властивості, атомні радіуси і значення електронегативності.
2.Хім.св-ва.
|
Ступінь окислення |
Оксид |
Гідроксид |
Характер |
Примітки |
|
Слабоосновний |
||||
|
Дуже слабка основа, іноді – амфотерний |
||||
|
Не отриман |
|
Кислотний |
Сильний окислювач |
Для заліза характерні ступені окислення заліза - +2 та +3.
Ступеня окислення +2 відповідає чорний оксид FeO і зелений гідроксид Fe(OH) 2 . Вони мають основний характер. У солях Fe(+2) є у вигляді катіону. Fe(+2) – слабкий відновник.
Ступені окислення +3 відповідають червоно-коричневий оксид Fe 2 O 3 і коричневий гідроксид Fe(OH) 3 . Вони мають амфотерний характер, хоч і кислотні, і основні властивості у них виражені слабо. Так, іони Fe 3+ націло гідролізуютьсянавіть у кислому середовищі. Fe(OH) 3 розчиняється (і то не повністю), тільки в концентрованих лугах. Fe 2 O 3 реагує зі лугами лише при сплавленні, даючи ферити(формальні солі кислоти неіснуючої у вільному вигляді кислоти HFeO 2):
Залізо (+3) найчастіше виявляє слабкі окисні властивості.
Ступені окислення +2 і +3 легко переходять між собою за зміни окислювально-відновних умов.
Крім того, існує оксид Fe 3 O 4 формальний ступінь окислення заліза в якому +8/3. Однак цей оксид можна розглядати як ферит заліза (II) Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 .
Також існує ступінь окиснення +6. Відповідного оксиду та гідроксиду у вільному вигляді не існує, але отримані солі - ферати (наприклад, K 2 FeO 4). Залізо (+6) знаходиться у них у вигляді аніону. Феррат є сильними окислювачами.
Чисте металеве залізо стійке у воді та в розбавлених розчинах. лугів. Залізо не розчиняється в холодних концентрованих сірчаної та азотної кислотах через пасивацію поверхні металу міцною оксидною плівкою. Гаряча концентрована сірчана кислота, будучи сильнішим окислювачем, взаємодіє із залізом.
З солянийта розведеної (приблизно 20%-й) сірчаний кислотамизалізо реагує з утворенням солей заліза(II):
При взаємодії заліза з приблизно 70% сірчаною кислотою при нагріванні реакція протікає з утворенням сульфату заліза(III):
3.Оксиди та гідроксиди, КО та ВВ хар-ка ...
З'єднання заліза (II)
Оксид заліза(II) FeO має основні властивості, йому відповідає основа Fe(OH) 2 . Солі заліза (II) мають світло-зелений колір. При їх зберіганні, особливо у вологому повітрі, вони коричневіють за рахунок окиснення до заліза (III). Такий самий процес протікає при зберіганні водних розчинів солей заліза(II):
Із солей заліза(II) у водних розчинах стійка сіль Мора- подвійний сульфат амонію та заліза(II) (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 ·6Н 2 O.
Реактивом на іони Fe 2+ у розчині може служити гексаціаноферрат(ІІІ) калію K 3 (червона кров'яна сіль). При взаємодії іонів Fe 2+ і 3 випадає осад турнбульової сині:
Для кількісного визначення заліза (II) у розчині використовують фенантролін, що утворює із залізом (II) червоний комплекс FePhen 3 у широкому діапазоні рН (4-9)
З'єднання заліза (III)
Оксид заліза(III) Fe 2 O 3 слабко амфотерен, йому відповідає ще слабкіше, ніж Fe(OH) 2 , основа Fe(OH) 3 , яка реагує з кислотами:
Солі Fe 3+ схильні до утворення кристалогідратів. Вони іон Fe 3+ зазвичай оточений шістьма молекулами води. Такі солі мають рожевий або фіолетовий колір. Іон Fe 3+ повністю гідролізується навіть у кислому середовищі. При рН>4 цей іон практично повністю осідає у вигляді Fe(OH) 3:
При частковому гідролізі іону Fe 3+ утворюються багатоядерні оксо- і гідроксокатіони, через що розчини набувають коричневого кольору. Основні властивості гідроксиду заліза(III) Fe(OH) 3 виражені дуже слабо. Він здатний реагувати лише з концентрованими розчинами лугів:
Гідроксокомплекси заліза(III), що утворюються при цьому, стійкі тільки в сильно лужних розчинах. При розведенні розчинів водою вони руйнуються, причому осад випадає Fe(OH) 3 .
При сплавленні з лугами та оксидами інших металів Fe 2 O 3 утворює різноманітні ферити:
З'єднання заліза(III) у розчинах відновлюються металевим залізом:
Залізо(III) здатне утворювати подвійні сульфати з однозарядними катіонамитипу галунів, наприклад, KFe(SO 4) 2 - залізокалієві галун, (NH 4)Fe(SO 4) 2 - залізоамонійні галун і т. д.
Для якісного виявлення у розчині сполук заліза(III) використовують якісну реакцію іонів Fe 3+ з тіоціанат-іонами SCN − . При взаємодії іонів Fe 3+ з аніонами SCN − утворюється суміш яскраво-червоних роданідних комплексів заліза 2+ , + , Fe(SCN) 3 , - . Склад суміші (а отже, і інтенсивність її забарвлення) залежить від різних факторів, тому для точного якісного визначення заліза цей метод не застосовується.
Іншим якісним реактивом на іони Fe3+ служить гексаціаноферрат(II) калію K 4 (жовта кров'яна сіль). При взаємодії іонів Fe 3+ і 4 випадає яскраво-синій осад берлінської блакиті:
З'єднання заліза (VI)
Ферати- солі не існує у вільному вигляді залізної кислоти H 2 FeO 4 . Це сполуки фіолетового кольору, що по окисних властивостях нагадують перманганати, а по розчинності - сульфати. Отримують ферати при дії газоподібного хлоруабо озонуна завись Fe(OH) 3 в лугу наприклад, феррат(VI) калію K 2 FeO 4 . Ферати пофарбовані у фіолетовий колір.
Ферати також можна отримати електролізом 30%-ного розчину лугу на залізному аноді:
Ферати – сильні окислювачі. У кислому середовищі розкладаються з виділенням кисню:
Окисні властивості ферратів використовують для знезараження води.
4.Біороль
1) У живих організмах залізо є важливим мікроелементом, що каталізує процеси обміну киснем (дихання).
2)Зазвичай залізо входить у ферменти у вигляді комплексу. Зокрема, цей комплекс присутній в гемоглобіні - найважливішому білку, що забезпечує транспорт кисню з кров'ю до всіх органів людини та тварин. І саме він забарвлює кров у характерний червоний колір.
4) Надлишкова доза заліза (200 мг і вище) може чинити токсичну дію. Передозування заліза гнітить антиоксидантну систему організму, тому вживати препарати заліза здоровим людям не рекомендується.
ВИЗНАЧЕННЯ
Залізо- Елемент восьмої групи четвертого періоду Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.
А важкий номер - 26. Символ - Fe (лат. "ferrum"). Один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію).
Фізичні властивості заліза
Залізо – метал сірого кольору. У чистому вигляді воно досить м'яке, ковке та тягуче. Електронна конфігурація зовнішнього енергетичного рівня – 3d 6 4s 2 . У своїх сполуках залізо виявляє ступеня окиснення «+2» та «+3». Температура плавлення заліза - 1539С. Залізо утворює дві кристалічні модифікації: α- та γ-залізо. Перша з них має кубічні об'ємноцентровані грати, друга - кубічні гранецентровані. α-Залізо термодинамічно стійке у двох інтервалах температур: нижче 912 і від 1394С до температури плавлення. Між 912 і 1394С стійке γ-залізо.
Механічні властивості заліза залежать від його чистоти - вмісту в ньому навіть дуже малої кількості інших елементів. Тверде залізо має здатність розчиняти у собі багато елементів.
Хімічні властивості заліза
У вологому повітрі залізо швидко іржавіє, тобто. покривається бурим нальотом оксиду заліза гідратованого, який внаслідок своєї рихлості не захищає залізо від подальшого окислення. У воді залізо інтенсивно корродує; при рясному доступі кисню утворюються гідратні форми оксиду заліза (III):
2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 ×H 2 O.
При нестачі кисню або утрудненому доступі утворюється змішаний оксид (II, III) Fe 3 O 4:
3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2 .
Залізо розчиняється в соляній кислоті будь-якої концентрації:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 .
Аналогічно відбувається розчинення у розведеній сірчаній кислоті:
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 .
У концентрованих розчинах сірчаної кислоти залізо окислюється до заліза (III):
2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.
Однак у сірчаній кислоті, концентрація якої близька до 100%, залізо стає пасивним і взаємодії практично не відбувається. У розведених та помірно концентрованих розчинах азотної кислоти залізо розчиняється:
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO +2H 2 O.
При високих концентраціях азотної кислоти розчинення сповільнюється та залізо стає пасивним.
Як і інші метали, залізо вступає в реакції з простими речовинами. Реакції взаємодії заліза з галогенами (незалежно від типу галогену) протікають під час нагрівання. Взаємодія заліза з бромом протікає при підвищеному тиску останньої пари:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3;
3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8 .
Взаємодія заліза із сіркою (порошок), азотом та фосфором також відбувається при нагріванні:
6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;
2Fe + P = Fe 2 P;
3Fe + P = Fe 3 P.
Залізо здатне реагувати з такими неметалами, як вуглець та кремній:
3Fe + C = Fe 3 C;
Серед реакцій взаємодії заліза зі складними речовинами особливу роль відіграють наступні реакції - залізо здатне відновлювати метали, що стоять у ряду активності правіше за нього, з розчинів солей (1), відновлювати сполуки заліза (III) (2):
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu (1);
Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).
Залізо, при підвищеному тиску, реагує з несолетворним оксидом – СО з утворенням речовин складного складу – карбонілів – Fe(CO) 5 , Fe 2 (CO) 9 та Fe 3 (CO) 12 .
Залізо за відсутності домішок стійке у воді та у розведених розчинах лугів.
Отримання заліза
Основний спосіб отримання заліза – із залізняку (гематит, магнетит) чи електроліз розчинів його солей (у разі отримують «чисте» залізо, тобто. залізо без домішок).
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
| Завдання | Залізна окалина Fe 3 O 4 масою 10 г була спочатку оброблена 150 мл розчину соляної кислоти (щільність 1,1 г/мл) з масовою часткою хлороводню 20%, а потім отриманий розчин додали надлишок заліза. Визначте склад розчину (в % за масою). |
| Рішення | Запишемо рівняння реакцій згідно з умовою задачі: 8HCl + Fe 3 O 4 = FeCl 2 +2FeCl 3 + 4H 2 O(1); 2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2). Знаючи щільність та об'єм розчину соляної кислоти, можна знайти його масу: m sol (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl); m sol (HCl) = 150×1,1 = 165 г. Розрахуємо масу хлороводню: m(HCl) = sol (HCl) ×ω(HCl)/100%; m(HCl) = 165×20%/100% = 33 р. Молярна маса (маса одного моль) соляної кислоти, розрахована з допомогою таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва – 36,5 г/моль. Знайдемо кількість речовини хлороводню: v(HCl) = m(HCl)/M(HCl); v(HCl) = 33/36,5 = 0,904 моль. Молярна маса (маса одного моль) окалини, розрахована з допомогою таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва – 232 г/моль. Знайдемо кількість речовини окалини: v(Fe 3 O 4) = 10/232 = 0,043 моль. Відповідно до рівняння 1, v(HCl): v(Fe 3 O 4) = 1:8, отже, v(HCl) = 8 v(Fe 3 O 4) = 0,344 моль. Тоді кількість речовини хлоро- роду, розрахована за рівнянням (0,344 моль) буде меншою, ніж зазначена в умові завдання (0,904 моль). Отже, соляна кислота перебуває в надлишку і протікатиме ще одна реакція: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3). Визначимо кількість речовини хлоридів заліза, що утворюються внаслідок першої реакції (індексами позначимо конкретну реакцію): v 1 (FeCl 2): v (Fe 2 O 3) = 1:1 = 0,043 моль; v 1 (FeCl 3): v (Fe 2 O 3) = 2:1; v 1 (FeCl 3) = 2×v (Fe 2 O 3) = 0,086 моль. Визначимо кількість хлороводню, яка не прореагувала в реакції 1 і кількість речовини хлориду заліза (II), що утворилася в ході реакції 3: v rem (HCl) = v(HCl) – v 1 (HCl) = 0,904 – 0,344 = 0,56 моль; v 3 (FeCl 2): v rem (HCl) = 1:2; v 3 (FeCl 2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 моль. Визначимо кількість речовини FeCl 2 , що утворилася в ході реакції 2, загальна кількість речовини FeCl 2 та її масу: v 2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0,086 моль; v 2 (FeCl 2): v 2 (FeCl 3) = 3:2; v 2 (FeCl 2) = 3/2× v 2 (FeCl 3) = 0,129 моль; v sum (FeCl 2) = v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) = 0,043+0,129+0,28 = 0,452 моль; m(FeCl 2) = v sum (FeCl 2) ×M(FeCl 2) = 0,452×127 = 57,404 р. Визначимо кількість речовини та масу заліза, що вступив у реакції 2 та 3: v 2 (Fe): v 2 (FeCl 3) = 1:2; v 2 (Fe) = 1/2× v 2 (FeCl 3) = 0,043 моль; v 3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2; v 3 (Fe) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 моль; v sum (Fe) = v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043 +0,28 = 0,323 моль; m(Fe) = v sum(Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 р. Обчислимо кількість речовини та масу водню, що виділився в реакції 3: v(H 2) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 моль; m(H 2) = v(H 2) ×M(H 2) = 0,28 × 2 = 0,56 р. Визначаємо масу отриманого розчину m' sol і масову частку FeCl 2 в ньому: m' sol = m sol (HCl) + m(Fe 3 O 4) + m(Fe) - m(H 2); |
Цілі уроку:
- Ознайомити учнів із елементом побічної групи Періодичної системи – залізом, його будовою, властивостями.
- Знати знаходження заліза у природі, способи його отримання, застосування, фізичні властивості.
- Вміти давати характеристику заліза як побічної підгрупи.
- Вміти доводити хімічні властивості заліза та його сполук, записувати рівняння реакцій у молекулярному, іонному, окисно-відновному вигляді.
- Розвивати вміння учнів складати рівняння реакцій за участю залози, сформувати знання учнів про якісні реакції на іони залози.
- Виховувати інтерес до предмета.
Обладнання:залізо (порошок, шпилька, пластина), сірка, колба з киснем, соляна кислота, сульфат залози (II), хлорид залози (III), гідроксид натрію, червона та жовта кров'яні солі.
ХІД УРОКУ
I. Організаційний момент
ІІ. Перевірка домашнього завдання
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Вступ учителя.
- Значення заліза у житті, його роль історії цивілізації. Одним із найпоширеніших металів у земній корі є залізо. Застосовувати його почали набагато пізніше за інші метали (міді, золото, цинк, свинець, олова), що, швидше за все, пояснюється малою подібністю руди заліза з металом. Первісним людям було дуже важко здогадатися, що з руди можна отримати метал, який успішно можна використовувати при виготовленні різних предметів, далася взнаки відсутність інструментів і необхідних пристосувань для організації такого процесу. До того часу, коли людина навчилася отримувати з руди залізо та виготовляти з нього сталь та чавун, минуло досить тривалий час.
На даний момент залізні руди є необхідною сировиною для чорної металургії, тими корисними копалинами, без яких не зможе жодна розвинена промислова країна. За рік світовий видобуток залізняку складає приблизно 350 000 000 тонн. Використовуються для виплавки заліза (вміст вуглецю 0,2-0,4 %), чавуну (2,5-4% вуглецю), сталі (2,5-1,5 % вуглецю) Сталь має більш широке застосування у промисловості, ніж залізо та чавун, тому й більший попит на її виплавку.
Для виплавки чавуну із залізних руд використовуються домни, які працюють на кам'яному вугіллі або коксі, переплавлення сталі та заліза із чавуну відбувається у відбивних мартенівських печах, безсемерівських конверторах або способом Томаса.
Чорні метали та його сплави мають велике значення у житті та розвитку людського суспільства. Різні предмети побуту та широкого вжитку виготовляються із заліза. Для будівництва кораблів, літаків, залізничного транспорту, автомобілів, мостів, залізниць, різних будівель, обладнання та іншого використовуються сотні мільйонів тонн сталі та чавуну. Не існує такої галузі сільського господарства та промисловості, в якій би не застосовувалися залізо та його різні сплави.
Небагато мінерали, що часто зустрічаються в природі, мають у своєму складі залізо, є саме залізною рудою. До таких мінералів можна віднести: бурий залізняк, гематит, магнетит, інші, що утворюють великі родовища і займають великі площі.
Хімічне відношення магнетиту або магнітного залізняку, що має залізо – чорний колір і унікальна властивість – магнітність, є сполукою, що складається з окису та закису заліза. У природному середовищі його можна зустріти як у вигляді зернистих або суцільних мас, так і у вигляді добре сформованих кристалів. Залізна руда найбільш багата на вміст металевого заліза магнетиту (до 72%).
Найбільші у нашій країні родовища магнетитових руд перебувають на Уралі, у горах Висока, Благодать, Магнітна, у деяких районах Сибіру – басейні річки Ангара, Гірської Шорії, біля Кольського півострова.
2. Робота із класом. Характеристика заліза як хімічного елемента
а) Положення в періодичній системі:
Завдання 1.Визначити становище заліза в Періодичній системі?
Відповідь:Залізо розташоване у 4-му великому періоді, парному ряду, 8-й групі, побічній групі.
б) будова атома:
Завдання 2.Замалювати склад і будову атома заліза, електронні формули та комірки.
Відповідь: Fe +3 2) 8) 14) 2) метал
р = 26
е = 26
n = (56 - 26) = 301s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
Запитання.На яких шарах заліза розташовані валентні електрони? Чому?
Відповідь.Валентні електрони розташовані на останньому та передостанньому шарах, оскільки це елемент побічної підгрупи.
Залізо відносять до d-елементів, воно входить до складу тріади елементів – металів (Fe-Co-Ni);
в) окисно-відновні властивості заліза:
Запитання.Чим є залізо-окислювач чи відновник? Які ступеня окислення та валентність виявляє?
Відповідь:
Fe 0 - 2e = Fe +3) відновник
Fe 0 - 3e = Fe +3
с.о.+2,+3; валентність = II та III, валентність 7 – не виявляє;
г) сполуки заліза:
FeO – основний оксид
Fe(OH) 2 – нерозчинна основа
Fe 2 O 3 – оксид ознаками амфотерності
Fe(OH) 3 – основа з ознаками амфотерності
Летючі водневі сполуки – ні.
д) перебування у природі.
Залізо є другим за поширеністю металом у природі (після алюмінію). У вільному стані залізо зустрічається тільки в метеоритах. Найбільш важливі природні сполуки
FeO*3HO – бурий залізняк,
FeO – червоний залізняк,
FeO (FeO * FeO) - магнітний залізняк,
FeS – залізний колчедан (пірит)
Сполуки заліза входять до складу живих організмів.
3. Характеристика простої речовини заліза
а) будова молекули, тип зв'язку, тип кристалічної решітки; (самостійно)
б) фізичні властивості заліза
Залізо – сріблясто-сірий метал, має велику ковкість, пластичність і сильні магнітні властивості. Щільність заліза - 7,87 г/см 3 температура плавлення 1539 t про С.
в) хімічні властивості заліза:
Атоми заліза в реакціях віддають електрони і виявляють ступеня окиснення + 2 + 3 і іноді + 6.
У реакціях залізо є відновником. Однак при звичайній температурі воно не взаємодіє навіть з найактивнішими окислювачами (галогенами, киснем, сіркою), але при нагріванні стає активними і реагує з ними:
2Fe +3Cl 2 = 2FeCl 3 Хлорид заліза(III)
3Fe + 2O 2 = Fe 2 O 3 (FeO*Fe O) Оксид заліза(III)
Fe +S = FeS Сульфід заліза(II)
За дуже високої температури залізо реагує з вуглецем, кремнієм і фосфором.
3Fe + C = Fe 3 C Карбід заліза (цементит)
3Fe + Si = Fe 3 Si Силіцид заліза
3Fe + 2P = Fe 3 P 2 Фосфід заліза
Залізо реагує зі складними речовинами.
У вологому повітрі залізо швидко скислюється (кородує):
4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3
Fe(OH) 3 ––> FeOOH + H 2 O
Іржа
Залізо знаходиться в середині електрохімічного ряду напруг металів, тому є металом середньої активності.Відновлювальна здатність у заліза менша, ніж у лужних, лужноземельних металів та у алюмінію. Тільки за високої температури розпечене залізо реагує з водою:
3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2
Залізо реагує з розведеними сірчаною та соляною кислотами, витісняючи з них водень:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H 2 0
За нормальної температури залізо не взаємодіє з концентрованою сірчаною кислотою, оскільки пасивується нею. При нагріванні концентрована сірчана кислота окислює залізо до сульфату заліза(III):
2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Розведена азотна кислота окислює залізо до нітрату заліза(III):
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O
Концентрована азотна кислота пасивує залізо.
З розчинів солей залізо витісняє метали, які розташовані правіше за нього в електрохімічному ряді напруг:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu,
г) застосування заліза (самостійно)
д) отримання (разом із учнями)
У промисловості залізо отримують відновленням його із залізних руд вуглецем (коксом) та оксидом вуглецю (II) у доменних печах.
Хімізм доменного процесу наступний:
C + O = CO
CO + C = 2CO
3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2
Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2
4. З'єднання заліза
Хімічні властивості цих сполук.
Доповнення.З'єднання заліза(II) нестійкі, вони можуть вони можуть окислюватися і переходити до сполук заліза(III)
Fe +2 Cl 2 + Cl 2 = Fe +3 Cl 3 скласти будинки окислювально-відновні
Fe +2 (OH) + H 2 O + O 2 = Fe +3 (OH) 3 схеми зрівняти.
Хімічні властивості даних сполук
Також якісною реакцією на Fe +2 служить реакція солей заліза (II) з речовиною, яка називається червоною кров'яною сіллю K 3 - це комплексне з'єднання.
3FeCl + 2K 3 = Fe 3 )
