Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Химические свойства соединений железа




Теория.

Впериодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы. Порядковый номер - 26, электронная формула ls22s22p63s23p63d64s2.

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. С этими степенями окисления железо образует оксиды: FeO и Fe2Оз, которым соответствуют гидроксиды: Fe(OH)2 и Fe(OH)3.

Химические свойства железа.                                                                    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.

1. При нагревании с хлором образует хлорид железа (III)

2. При нагревании с кислородом образует Fe304

3. С серой - сульфид железа (II). Природное соединение – FeS2 –пирит, железный, или серный, колчедан.

4. С углеродом - цементит (Fe3C)

5. С фосфором - фосфид железа (II)

6. Во влажном воздухе (Н2О и О2 быстро окисляется - корродирует, с образованием гидроксида железа (III)

7. Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных,

щелочноземельных металлов и алюминия. Поэтому с водой реагирует при высокой температуре раскаленное железо с образованием Fe304 и выделением газообразного водорода.

8. Реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из них

водород и образуя двухвалентные соли. При обычной температуре железо не реагирует с концентрированной серной кислотой, т. к. пассивируется ею. Но при нагревании концентрированная серная кислота реагирует с железом с образованием сульфата железа (III), оксида серы (IV) и воды.

9. Концентрированная азотная кислота пассивирует железо, а разбавленная окисляет его до нитрата железа (III), оксида азота (II) и воды.

10. Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений.

Химические свойства соединений железа

1. Оксид железа (II) - основной оксид, легко реагирует с кислотами с образованием солей железа (II).

2. Гидроксид железа (II) проявляет свойства основания, легко реагирует с

кислотами.

3. При нагревании гидроксид железа (II) разлагается на оксид железа (II) и воду.

4. Свежеполученный осадок гидроксида железа (II) (FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2¯ +2NaCl) на воздухе очень быстро изменяет окраску - буреет. Изменение окраски объясняется окислением гидроксида железа (II) в гидроксид железа (III) кислородом воздуха:

4Fe (OH)2 + О2 + 2Н2О ®4Fe (OH)3

5. Соли двухвалентного железа, особенно при действии окислителей в кислой

среде, проявляют восстановительные свойства. Например, сульфат железа (II) восстанавливает перманганат калия в сернокислой среде до сульфата марганца (II):

10FeSО4 + 2KMnО4 + 8H24 ® 5Fe 2(SО4)3 + 2MnSО4 + K24 + 8Н2О

6. Оксид железа (III) проявляет амфотерные свойства. Он реагирует и с кислотами: Fe2О3+ 3H2S04 → Fe2(SО4)3 + 3H2О, и с твердыми щелочами (при этом образуются феррит натрия или калия NaFeО2 или KFeО2).

7. Гидроксид железа (III) получают косвенным образом (FeCl3 +3NaOH = Fe(OH)3¯ +3NaCl). Гидроксид железа (III) проявляет амфотерные свойства - при реакции с разбавленными кислотами образует соответствующую соль и воду:             

2Fe(OH)3 ¯ +3H2 SO4=Al2(SO4)3+6H2O.

С концентрированными растворами щелочей (при длительном нагревании) образует устойчивые гидрокомплексы Na[Fe(OH)4] или Na3[Fe(OH)6].

Порядок выполнения работы.

Оборудование и реактивы:

штатив с пробирками; растворы сульфата железа (II), хлорида железа (III), гидроксида натрия или калия, серной и соляной кислот, перманганата калия.

Опыт№1. Получение гидроксида железа (II) и превращение его в гидроксид железа (Ш).

В пробирку налейте 1 - 2 мл раствора сульфата железа (II) и добавьте столько же  раствора гидроксида натрия. В результате реакции образуется осадок зеленого цвета.

Разделите полученный осадок вместе с раствором по двум пробиркам. Одну из них оставьте до следующего опыта, а другую энергично встряхните.

 

Запишите наблюдения: ____________________________________________

 

1) Напишите в молекулярном ионном и сокращенной ионной виде  уравнение реакции взаимодействия сульфата железа (II) с гидроксидом натрия ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Вывод: _______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Напишите уравнение реакции окисления влажного гидроксида железа (II) на
воздухе и расставьте коэффициенты методом электронного баланса: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вывод: _______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт №2. Изучение основных свойств гидроксида железа (II)

К полученному в предыдущем опыте гидроксиду железа (II) прилейте несколько капель соляной кислоты.

Запишите наблюдения: ____________________________________________

Напишите уравнение реакции взаимодействия гидроксида железа (II) с соляной кислотой в молекулярной ионной и ионно-сокращенной формах:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод: __________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №3. Получение гидроксида железа (III)                                                  В пробирку к 1мл раствора хлорида железа (III) прилейте немного раствора гидроксида натрия.

Запишите наблюдения: ____________________________________________

Напишите уравнения реакций взаимодействия хлорида железа (III) с гидроксидом натрия в молекулярной ионной и ионно-сокращенной формах:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вывод: _______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...