Железо

Параграф №14. Железо.

Характеристика химического элемента (ХЭ) ЖЕЛЕЗО по его положению в периодической системе (ПС)

            Строение атома отличается от строения атомов ранее изученных (щелочных металлов, щелочноземельных, алюминия), так как железо находится в побочной подгруппе:

• 4 период, значит четыре орбитали (или энергетических уровня)
• на последнем уровне железо содержит 2 электрона, поэтому электронейтральный атом железа превращается в катион со степенью окисления +2  :Fe⁰-2e à Fe⁺², или при потере с предвнешнего уровня третьего электрона   +3:  Fe⁰ – 3e à Fe⁺³  (это зависит от силы окислителя).

Значит, степени окисления железа +2 и   +3.

Химические свойства железа

         Взаимодействие с простыми веществами - неметаллами

а) Взаимодействие железа с ГАЛОГЕНАМИ (фтор, хлор, бром) получаются, соответственно, фторид, хлорид и бромид железа (III):

2Fe +3Cl₂ = 2FeCl_3;

 б) с серой:  сульфид железа (II) 

Fe + S= FeS (при нагревании);

 в) с кислородом:

                                               3Fe +2O₂ = Fe₃O₄  (смесь Fe₂O₃  и   FeO) – раскаленное железо сгорает в кислороде с образованием железной окалины;

 г) с азотом:

2Fe +N₂= 2FeN нитрид железа (III).

Взаимодействие со сложными веществами - водой, кислотами, солями.

а) с водой при нагревании:

                                   3Fе + 4Н₂О = Fе₃О₄ + 4Н₂  (образуется железная окалина и выделяется водород);

б) с растворами кислот:

  соляной кислотой  Fе + 2НС1 = FеС1₂ + Н₂  (хлорид железа (II) и водород),

           с азотной кислотой Fе + 4HNOз (разб.) = Fе(NOз)з + NО + 2Н₂О (нитрат железа (III), оксид азота (II), вода);

в) c  концентрированными кислотами HNOз и H₂SО₄ при обычной температуре железо пассивируется, то есть не взаимодействует (эти кислоты перевозят в железных цистернах).

При нагревании:

            2Fе + 6H₂SО₄(конц.) = Fе₂(SО₄)₃ + 3SО₂ + 6Н₂О (сульфат железа (III), оксид серы (IV), вода)

            Fе + 6HNOз (конц.) = Fе(NOз)з + 3NО₂ + 3Н₂О (нитрат железа (III), оксид азота (IV), вода)

 г) с растворами солей менее активных металлов, вытесняет их в чистом виде

Fе + СuSО₄ = FеSО₄ + Сu (сульфат железа (II), медь)

   Изучали в теме коррозия металлов. На воздухе железо легко окисляется – ржавеет (25% железа гибнет от коррозии)

4Fe +6H2O + 3O2 =  4Fe(OH)3 или через последовательность процессов:

1)напишите уравнение реакции получения гидроксида железа  (II),(бурого цвета)

………………………………………….

2) 4 Fе (ОН)₂ + О₂ + 2 Н₂О = 4 Fе (ОН)з     окончательная рыжая ржавчина.

Качественные реакции на катионы железа (II) и  (III).

Есть две интересных комплексных соли  гексацианоферрат калия (II) - жёлтая кровяная соль и гексацианоферрат калия (III)-  красная кровяная соль, при взаимодействии с солями железа  выпадают ярко-синие осадки берлинской лазури и турнбулевой сини.

Взаимодействие роданида калия с солями железа (III) образует красный роданид железа, который по виду напоминает кровь. Обычно эту реакцию записывают так:

3KSCN + FeCl3 =[Fe(SCN)3] + 3KCl