Сайт преподавателя химии и биологии Коноваловой Лидии

Меню сайта
Поделиться
Учителю
Возраст сайта
Наш опрос
Как вы относитесь к вегетарианству?
Всего ответов: 2332
Друзья сайта
УчМаг
  • Узловский филиал "ТОМК"
  • Сайт методиста Узловский филиал "ТОМК"
  • Cайт Головановой Натальи. 3500 разработок для учителя }{имия-наука о прекрасном! Каталог сайтов 'Российское образование в сети' Наш сайт в каталоге manyweb.ru
  • Объявление
    Решаю задачи по химии и биологии. Обращайтесь через электронную почту lidijav09@rambler.ru
    Статистика
    Главная » Файлы » Студентам » Лекции по химии

    Лекция по теме "Железо"
    [ Скачать с сервера (116.5Kb) ] 22.11.2011, 20:26

    Железо

    Железо находится в VIII группе ПС и имеет электронную валентную конфигурацию 3d64s2. Степени окисления, которые железо проявляет в своих соединениях, — +2, +3 и +6.

    Железо растворяется в кислотах-неокислителях, окисляясь ионом H+ до Fe(II):

    Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑

    Fe + H2SO4(разб.) = FeSO4 + H2↑

    Ион Fe(II) существует в водных растворах виде аквакомплексов [Fe(H2O)6]2+ бледно-зелёного цвета. С разбавленной HNO3 (~30%) железо вступает в следующую реакцию:

    Fe + 4HNO3(разб.) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

    Холодная концентрированная азотная кислота пассивируют железо. При нагревании кислоты-окислители взаимодействуют с железом с образованием железа (III) и продуктов восстановления азотной кислоты (NO, NO2, N2O, N2, NH3 ит.д.). В химической реакции, обычно, записывается какой-то один продукт, который образуется в наибольшем количестве. Водные растворы железа (III) окрашены в желтый цвет, соответствующий окраске аквакомплекса [Fe(H2O)6]3+.

    2Fe + H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

    Fe + 6HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O

    Соединения железа (II).

    Оксид железа (II) нерастворяется вводе, поэтому соответствующий гидроксид получают косвенным путём, например, привзаимодействии соли Морас раствором щёлочи:

    2NaOH+(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O = Fe(OH)2↓+Na2SO4+(NH4)2SO4 + 6H2O

    Гидроксид железа (II) — соединение белого цвета. Навоздухе Fe(OH)2 быстро окисляется, превращаясь сначала в гидратированный оксид состава Fe3O4 xH2O зелёного цвета, а затем в частично обезвоженный бурый гидроксид Fe(OH)3: 

    4Fe(OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3

    Для получения неокисленного гидроксида Fe(II) нужна тщательнаяизоляция реагентов от их воздействия с кислородомвоздуха, например, проведение реакции получения гидроксида Fe(II) под слоем бензола. Гидроксид железа (II) легко растворяется вкислотах с образованием солей Fe(II) ине растворяется в растворах щелочей, т. е. проявляет исключительно основныесвойства. Железо (II) образует множество какхорошо растворимых, так и плохо растворимых солей. Осадок карбоната железа (FeCO3) можно получитьв результате обменной реакции: 

    (NH4)2Fe(SO4)2 + Na2CO3 = FeCO3↓ + Na2SO4 + (NH4)2SO4 . При пропускании через раствор надосадком углекислого газаэтасоль растворяется из-за образования кислойсоли:

    FeCO3 + H2O + CO2 = Fe(HCO3)2

    Сульфид железа (II) можно получить только при достаточно большой концентрации ионов S2-в растворе. Это достигается действием растворимого сульфида (щелочных металлов или аммония) на соли, содержащие катионы Fe(II):

    FeSO4 + (NH4)2S = FeS↓ + (NH4)2SO4

    Сульфиды железа растворяются как в кислотах-окислителях, так и в кислотах-неокислителях:

      3FeS + 30HNO3 = 27NO2↑ + 15H2O + Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 ; 

           FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑ 

             Фосфат железа может быть получен по реакции: (NH4)2Fe(SO4)2 + 2Na2HPO4 + 2CH3COONa = Fe3(PO4)2↓ + 3Na2SO4 + 3(NH4)2SO4 +CH3COOH Соединения железа (II) обладаютвосстановительными свойствами:

    2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 Качественнойреакцией на железо (II) является реакция с K3[Fe(CN)6] (красной кровяной солью). В данной реакции образуется синий малорастворимый осадок – "турнбулева синь”:

    (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + K2SO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O

    Соединения железа (III).

    Оксид железа (III) Fe2O3 – красно-коричневое кристаллическое вещество, устойчивое при атмосферном давлении до 1445oC. В лаборатории Fe2O3 можно получитьвысокотемпературным разложением некоторых солей, например, нитрата Fe(III):

     4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑

    У оксида Fe(III) преобладают основные свойства. Он растворяется в кислотах, образуя соли Fe(III): 

    Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

    С водными растворами щелочей Fe2O3 не взаимодействует. Бурый гидроксид Fe(III) можно получить только косвенным путём, например, по реакциям:

    FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl

    Гидроксид Fe(III) обладает амфотернымисвойствами с преобладанием основных. Поэтомуон легко растворяется в кислотах:

    2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

    и не растворяется в щелочах. Подтверждением наличия у Fe(OH)3 кислотных свойств является существование гидроксокомплексов, простейшимииз которых являются [Fe(OH)4]-и [Fe(OH)6].

    Их можно получить, добавляя по каплям раствор соли Fe(III) визбыток концентрированной щёлочи:

    Fe3+ + 4OH-→ [Fe(OH)4]­

    Железо (III) образует большое количество солей. Многие соли обладают высокой растворимостью. Растворимые соли железа (III) подвергаются гидролизу, их водные растворы имеют сильнокислую реакцию среды:

    [Fe(H2O)6]3+ + HOH ↔ [Fe(H2O)5OH]2+ + H3O+

    В присутствии сильных восстановителей железо (III) проявляет окислительные свойства, например:

    FeCl3 + 2KI = FeCl2 + KCl + I2,

    2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl

    В качественном анализе присутствие железа (III) определяют по реакции образования роданидного комплекса железа Fe[Fe(SCN)6], имеющего кроваво-красную окраску. Это соединение рассматривается как автокомплекс роданида железа Fe(SCN)3, который можно получить, например, по реакциям:

    FeCl3 + 3NH4(SCN) = Fe(SCN)3 + 3NH4Cl 2Fe(SCN)3 ↔ Fe[Fe(SCN)6]

    Соединения железа (VI).

    Степень окисления +6 железо проявляет в ферратах, например, K2FeO4. Одним из способов получения ферратов (VI) является окисление соединений Fe(II) или Fe(III) хлором или бромом. Для стабилизации высокойстепени окисления железа нужна щелочная среда:

    2FeCl3 + 16KOH + 3Cl2 = 12KCl + 2K2FeO4 + 8H2

     

    Вопросы по теме.

    1                Какие степени окисления наиболее характерны для железа?

    2                Напишите формулы оксидов и соответствующих им гидроксидов железа

    3                Охарактеризуйте кислотно-основные свойства гидроксидов железа (II) и железа (III).

    4                Напишите реакции, характеризующие окислительно-восстановительные свойства железа (II) и железа (III).

    5                Напишите реакции взаимодействия железа с соляной, азотнойи серной кислотой при комнатной температуре и при нагревании. Укажите степень окисления железа в продуктах данных реакций.

    6                Напишите качественные реакции, с помощью которых можно доказать присутствие ионов Fe (II)и  Fe (III) вводных растворах?

    Категория: Лекции по химии | Добавил: Lida | Теги: металлы, железо
    Просмотров: 2776 | Загрузок: 326 | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    Имя *:
    Email *:
    Код *:
    Поиск
    Календарь
    Разделы каталога
    Алгоритмы и тренажёры [17]
    Лекции по химии [24]
    Рекомендации и памятки [8]
    Самостоятельная работа [16]
    Лекции по биологии [16]
    Видеоуроки [2]
    Заказ
    Красиво!
    Кнопка сайта
    Обменяемся кнопками?

    Copyright MyCorp © 2017
    Бесплатный хостинг uCoz