Какие гидроксиды образует железо укажите их кислотно основный характер напишите уравнения реакций

Разделы: Химия

Задачи урока: Повторить, закрепить и провести коррекцию знаний основных теоретических вопросов темы “Железо и его соединения”, провести тренинг по составлению уравнений химических реакций с целью совершенствовать эти умения, закрепить теоретические знания практическим путем. Провести контроль усвоения основных теоретических понятий.

Оборудование и реактивы: кодоскоп; для демонстрационных опытов: растворы FеSO₄, FеС1₂, FеС1₃, NаОН, НСl, К₃[Fе (СN)₆], К₄[Fе(СN)₆], КСNS, пробирки.

Подготовка к семинару: учащимся заранее выдаются вопросы к семинару

1. Постановка задачи. Организационный момент.

2. Работа по вопросам семинара.

1 вопрос: Напишите электронно-графическую формулу атома железа. Укажите валентные электроны. Какие степени окисления проявляет железо в соединениях? Какие оксиды и гидроксиды соответствуют этим степеням окисления?

Валентные электроны 4S и 3d

Степени окисления +2 и +3

2 вопрос: В каком состоянии железо встречается в природе? Назовите важнейшие природные соединения железа.

В земной коре железа 5,1% (это 2 место после Аl) .

В основном в виде соединений: оксидов, сульфидов, карбонатов.

Магнитный железняк Fе₃О₄ (Урал)

Гидрокарбонат железа (II) Fе (НСОз)₂ (Железноводск)

В свободном виде встречается только в метеоритах.

3 вопрос: Каковы физические свойства железа?

Ответ: серебристо-серый металл, ковкий, пластичный, плотность 7,87г/см 3 ; tпл.=1539°С; tкип.=2740°С; хорошо проводит тепло и электричество, обладает магнитными свойствами.

4 вопрос: С какими простыми веществами реагирует железо? Напишите
уравнения реакций и назовите полученные вещества. Что такое ржавчина и как она образуется?

2) 2Fе + 3Сl₂ = 2FеС1₃ — хлорид железа (III)

3) Fе + S = FеS — сульфид железа (II)

Образование ржавчины: 4Fе + 3О₂ + 6Н₂О = 4Fе(ОН)з

5 вопрос: С какими сложными веществами реагирует железо? Напишите уравнения реакций и назовите их продукты.

1) с водой при нагревании 3Fе + 4Н₂О = Fе₃О₄ + 4Н₂ (образуется железная окалина и выделяется водород)

2) с растворами кислот Fе + 2НС1 = FеС1₂ + Н₂ (хлорид железа (II) и водород)

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

3) c концентрированными кислотами HNOз и H₂SО₄ при обычной температуре железо пассивируется;

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)

4) с растворами солей менее активных металлов

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

6 вопрос: Какие гидроксиды образует железо? Укажите их кислотно-основный характер. Напишите уравнения реакций, характерных для гидроксидов железа (+2) и (+3).

Ответ: Fе(ОН)₂ — основание и Fе(ОН)₃ — более слабое основание (амфотерное)

7 вопрос: Почему гидроксид железа (II) со временем становится бурым?

Ответ: Соединения Fе +2 нестойки и со временем на воздухе окисляются до Fе +3 :

Зеленый

бурый

4 Fе (ОН)2 + О2 + 2 Н2О = 4 Fе (ОН)з

8 вопрос: Какие вы знаете качественные реакции на ионы железа +2 и +3? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

Ответ (сопровождается демонстрационными опытами).

9 вопрос : Какова биологическая роль железа и его соединений?

Примерный ответ: Железо — это биогенный элемент. Он входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железо-белковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. В организме взрослого человека имеется 4-5 г железа, из них 65% — в крови. Железо стимулирует функцию кроветворных органов. Красный пигмент крови – гемоглобин – осуществляет перенос кислорода от органов дыхания к тканям и обратный перенос углекислого газа от тканей к легким.

Много железа содержится в коровьем и козьем молоке, яичном желтке.

У растений железо в порфиринах, которые отвечают за синтез хлорофилла. При недостатке железа растения не образуют хлорофилла (что разрушает процесс фотосинтеза), теряют возможность ассимилировать углекислый газ и выделять кислород, у животных и человека развивается анемия (малокровие).

3. Выполнение упражнений.

Упр.1: Составьте уравнения реакций к схеме:

Выполнение:

1. 4Fе + 3О₂ = 2Fе₂О₃
2. Fе₂О₃ + 6НС1 =2FеС1₃ + 3Н₂О
3. 2FеС1₃ + 3Аg₂SО₄ = Fе₂(SО₄)₃+ 6 AgCl
4. Fе₂(SО₄)₃ + 6NаОН = 2Fе(ОН)₃+ 3Nа₂SО₄
5. Fе(ОН)₃ + КОН = К [Fе(ОН)₄]
6. FеС1₃ + 3NаОН = Fе(ОН)₃+ 3NаСl
7. Fе(ОН)₃ + 3НС1 = FеС1₃ + 3Н₂О
8. Fе₂О₃ + 6НС1 = 2FеС1₃ + 3Н₂О
9. 2Fе(ОН)₃ = Fе₂О₃ + 3Н₂О

Упр. 2: Методом электронного баланса составьте уравнения, протекающие по схемам:

4. Задача: На сколько граммов увеличится масса железной пластинки, опущенной в раствор СиS0₄, если при этом на пластинке оказалось 20,8 г металлической меди?

Х = 18,2 г железа растворилось => m (Fе) увеличилась на 20,8 г-18,2 г = 2,6 г

5. Подведение итогов урока. Оценки учащимся.

Видео:ОКСИДЫ, КИСЛОТЫ, СОЛИ И ОСНОВАНИЯ ХИМИЯ 8 класс / Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Железо. Свойства железа и его соединений

Железо Fe: химические свойства, способы получения железа, взаимодействие с простыми веществами (кислород, сера) и со сложными веществами (кислоты, вода, сильные окислители). Оксид железа (II) FeO, оксид железа (III) Fe₂O₃, железная окалина (Fe₃O₄) — способы получения и химические свойства. Гидроксид железа (II) Fe(OH)₂, гидроксид железа (III) Fe(OH)₃ — способы получения и химические свойства.

Железо

Положение в периодической системе химических элементов

Элемент железо расположен в побочной подгруппе VIII группы (или в 8 группе в современной форме ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение атома железа

Электронная конфигурация железа в основном состоянии :

+26Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6

Железо проявляет ярко выраженные магнитные свойства.

Физические свойства

Железо – металл серебристо-белого цвета, с высокой химической активностью и высокой ковкостью. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

(изображение с портала vchemraznica.ru)

Температура плавления 1538 о С, температура кипения 2861 о С.

Нахождение в природе

Железо довольно распространено в земной коре (порядка 4% массы земной коры). По распространенности на Земле железо занимает 4-ое место среди всех элементов и 2-ое место среди металлов. Содержание в земной коре — около 8%.

В природе железо в основном встречается в виде соединений:

(изображение с портала karatto.ru)

Магнитный железняк Fe₃O₄ или FeO·Fe₂O₃ (магнетит).

(изображение с портала emchi-med.ru)

В природе также широко распространены сульфиды железа, например, пирит FeS₂.

(изображение с портала livemaster.ru)

Встречаются и другие минералы, содержащие железо.

Способы получения

Железо в промышленности получают из железной руды, гематита Fe₂O₃ или магнетита (Fe₃O₄или FeO·Fe₂O₃).

1. Один из основных способов производства железа – доменный процесс . Доменный процесс основан на восстановлении железа из оксида углеродом в доменной печи.

В печь загружают руду, кокс и флюсы.

Шихта – смесь исходных материалов, а в некоторых случаях и топлива в определённой пропорции, которую обрабатывают в печи.

Каменноугольный кокс – это твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950—1100 °С без доступа воздуха. Содержит 96—98 % углерода.

Флюсы – это неорганические вещества, которые добавляют к руде при выплавке металлов, чтобы снизить температуру плавления и легче отделить металл от пустой породы.

Шлак – расплав (а после затвердевания – стекловидная масса), покрывающий поверхность жидкого металла. Шлак состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами и предохраняет металл от вредного воздействия газовой среды печи, удаляет примеси.

В печи кокс окисляется до оксида углерода (II):

2C + O₂ → 2CO

Затем нагретый угарный газ восстанавливает оксид железа (III):

Процесс получения железа – многоэтапный и зависит от температуры.

Наверху, где температура обычно находится в диапазоне между 200 °C и 700 °C, протекает следующая реакция:

Ниже в печи, при температурах приблизительно 850 °C, протекает восстановление смешанного оксида железа (II, III) до оксида железа (II):

Встречные потоки газов разогревают шихту, и происходит разложение известняка:

Оксид железа (II) опускается в область с более высоких температур (до 1200 o C), где протекает следующая реакция:

FeO + CO → Fe + CO₂

Углекислый газ поднимается вверх и реагирует с коксом, образуя угарный газ:

CO₂ + C → 2CO

(изображение с портала 900igr.net)

2. Также железо получают прямым восстановлением из оксида водородом:

При этом получается более чистое железо, т.к. получаемое железо не загрязнено серой и фосфором, которые являются примесями в каменном угле.

3. Еще один способ получения железа в промышленности – электролиз растворов солей железа.

Качественные реакции

Качественные реакции на ионы железа +2.

– взаимодействие солей железа (II) с щелочами . При этом образуется серо-зеленый студенистый осадок гидроксида железа (II).

Например , хлорид железа (II) реагирует с гидроксидом натрия:

2NaOH + FeCl₂ → Fe(OH)₂ + 2NaCl

Видеоопыт взаимодействия раствора сульфата железа (II) с раствором гидроксида натрия (качественная реакция на ионы железа (II)) можно посмотреть здесь.

Гидроксид железа (II) на воздухе буреет, так как окисляется до гидроксида железа (III):

– ионы железа +2 окрашивают раствор в светлый желто-зеленый цвет.

– взаимодействие с красной кровяной солью K₃[Fe(CN)₆] – также качественная реакция на ионы железа +2. При этом образуется синий осадок «турнбулева синь».

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (II) с раствором гексацианоферрата (III) калия (качественная реакция на ионы железа (II)) можно посмотреть здесь.

Качественные реакции на ионы железа +3

– взаимодействие солей железа (III) с щелочами . При этом образуется бурый осадок гидроксида железа (III).

Например , хлорид железа (III) реагирует с гидроксидом натрия:

3NaOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃ + 3NaCl

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (III) с раствором гидроксида натрия (качественная реакция на ионы железа (III)) можно посмотреть здесь.

– ионы железа +3 окрашивают раствор в светлый желто-оранжевый цвет.

– взаимодействие с желтой кровяной солью K₄[Fe(CN)₆] ионы железа +3. При этом образуется синий осадок «берлинская лазурь».

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (III) с раствором гексацианоферрата (II) калия (качественная реакция на ионы железа (III)) можно посмотреть здесь.

В последнее время получены данные, которые свидетельствуют, что молекулы берлинской лазури идентичны по строению молекулам турнбулевой сини. Состав молекул обоих этих веществ можно выразить формулой Fe₄[Fe₂(CN)₆]₃.

– при взаимодействии солей железа (III) с роданидами раствор окрашивается в кроваво-красный цвет.

Например , хлорид железа (III) взаимодействует с роданидом натрия:

FeCl₃ + 3NaCNS → Fe(CNS)₃ + 3NaCl

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида железа (III) с раствором роданида калия (качественная реакция на ионы железа (III)) можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1. При обычных условиях железо малоактивно , но при нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии, оно становится активным и реагирует почти со всеми неметаллами .

1.1. Железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом активные неметаллы (фтор, хлор и бром) окисляют железо до степени окисления +3:

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Менее активный йод окисляет железо до степени окисления +2:

1.2. Железо реагирует с серой с образованием сульфида железа (II):

Fe + S → FeS

1.3. Железо реагирует с фосфором . При этом образуется бинарное соединения – фосфид железа:

Fe + P → FeP

1.4. С азотом железо реагирует в специфических условиях.

1.5. Железо реагирует с углеродом и кремнием с образованием карбида и силицида.

1.6. При взаимодействии с кислородом железо образует окалину – двойной оксид железа (II, III):

При пропускании кислорода через расплавленное железо возможно образование оксида железа (II):

2Fe + O₂ → 2FeO

2. Железо взаимодействует со сложными веществами.

2.1. При обычных условиях железо с водой практически не реагирует. Раскаленное железо может вступать в реакцию при температуре 700-900 о С с водяным паром:

3 Fe 0 + 4 H₂ + O → Fe +3 ₃O₄ + 4 H₂ 0

В воде в присутствии кислорода или во влажном воздухе железо медленно окисляется (корродирует):

2.2. Железо взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль железа со степенью окисления +2 и водород.

Например , железо бурно реагирует с соляной кислотой :

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

2.3. При обычных условиях железо не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат железа (III) и вода:

2.4. Железо не реагирует при обычных условиях с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации. При нагревании реакция идет с образованием нитрата железа (III), оксида азота (IV) и воды:

С разбавленной азотной кислотой железо реагирует с образованием оксида азота (II):

При взаимодействии железа с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

2.5. Железо может реагировать с щелочными растворами или расплавами сильных окислителей . При этом железо окисляет до степени окисления +6, образуя соль (феррат).

Например , при взаимодействии железа с расплавом нитрата калия в присутствии гидроксида калия железо окисляется до феррата калия, а азот восстанавливается либо до нитрита калия, либо до аммиака:

2.6. Железо восстанавливает менее активные металлы из оксидов и солей .

Например , железо вытесняет медь из сульфата меди (II). Реакция экзотермическая:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Еще пример : простое вещество железо восстанавливает железо до степени окисления +2 при взаимодействии с соединениями железа +3:

2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂

Оксид железа (II)

Оксид железа (II) – это твердое, нерастворимое в воде вещество черного цвета.

Способы получения

Оксид железа (II) можно получить различными методами :

1. Частичным в осстановлением оксида железа (III).

Например , частичным восстановлением оксида железа (III) водородом:

Или частичным восстановлением оксида железа (III) угарным газом:

Еще один пример : восстановление оксида железа (III) железом:

2. Разложение гидроксида железа (II) при нагревании :

Химические свойства

Оксид железа (II) — типичный основный оксид .

1. При взаимодействии оксида железа (II) с кислотными оксидами образуются соли.

Например , оксид железа (II) взаимодействует с оксидом серы (VI):

FeO + SO₃ → FeSO₄

2. Оксид железа (II) взаимодействует с растворимыми кислотами. При этом также образуются соответствующие соли .

Например , оксид железа (II) взаимодействует с соляной кислотой:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

3. Оксид железа (II) не взаимодействует с водой.

4. Оксид железа (II) малоустойчив, и легко окисляется до соединений железа (III).

Например , при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуются нитрат железа (III), оксид азота (IV) и вода:

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой образуется оксид азота (II). Реакция идет при нагревании:

5. Оксид железа (II) проявляет слабые окислительные свойства .

Например , оксид железа (II) реагирует с угарным газом при нагревании:

FeO + CO → Fe + CO₂

Оксид железа (III)

Оксид железа (III) – это твердое, нерастворимое в воде вещество красно-коричневого цвета.

Способы получения

Оксид железа (III) можно получить различными методами :

1. Окисление оксида железа (II) кислородом.

2. Разложение гидроксида железа (III) при нагревании :

Химические свойства

Оксид железа (III) – амфотерный .

1. При взаимодействии оксида железа (III) с кислотными оксидами и кислотами образуются соли.

Например , оксид железа (III) взаимодействует с азотной кислотой:

2. Оксид железа (III) взаимодействует с щелочами и основными оксидами. Реакция протекает в расплаве, при этом образуется соответствующая соль (феррит) .

Например , оксид железа (III) взаимодействует с гидроксидом натрия:

3. Оксид железа (III) не взаимодействует с водой.

4. Оксид железа (III) окисляется сильными окислителями до соединений железа (VI).

Например , хлорат калия в щелочной среде окисляет оксид железа (III) до феррата:

Нитраты и нитриты в щелочной среде также окисляют оксид железа (III):

5. Оксид железа (III) проявляет окислительные свойства .

Например , оксид железа (III) реагирует с угарным газом при нагревании. При этом возможно восстановление как до чистого железа, так и до оксида железа (II) или железной окалины:

Также оксид железа (III) восстанавливается водородом:

Железом можно восстановить оксид железа только до оксида железа (II):

Оксид железа (III) реагирует с более активными металлами .

Например , с алюминием (алюмотермия):

Оксид железа (III) реагирует также с некоторыми другими сильными восстановителями.

Например , с гидридом натрия:

Fe₂O₃ + 3NaH → 3NaOH + 2Fe

6. Оксид железа (III) – твердый, нелетучий и амфотерный. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Например , из карбоната натрия:

Оксид железа (II, III)

Оксид железа (II, III) (железная окалина, магнетит) – это твердое, нерастворимое в воде вещество черного цвета.

Фото с сайта wikipedia.ru

Способы получения

Оксид железа (II, III) можно получить различными методами :

1. Горение железа на воздухе:

2. Частичное восстановление оксида железа (III) водородом или угарным газом :

3. При высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой, образуя двойной оксид железа (II, III):

Химические свойства

Свойства оксида железа (II, III) определяются свойствами двух оксидов, из которых он состоит: основного оксида железа (II) и амфотерного оксида железа (III).

1. При взаимодействии оксида железа (II, III) с кислотными оксидами и кислотами образуются соли железа (II) и железа (III).

Например , оксид железа (II, III) взаимодействует с соляной кислотой. При это образуются две соли – хлорид железа (II) и хлорид железа (III):

Еще пример : оксид железа (II, III) взаимодействует с разбавленной серной кислотой.

2. Оксид железа (II, III) взаимодействует с сильными кислотами-окислителями (серной-концентрированной и азотной).

Например , железная окалина окисляется концентрированной азотной кислотой:

Разбавленной азотной кислотой окалина окисляется при нагревании:

Также оксид железа (II, III) окисляется концентрированной серной кислотой:

Также окалина окисляется кислородом воздуха :

3. Оксид железа (II, III) не взаимодействует с водой.

4. Оксид железа (II, III) окисляется сильными окислителями до соединений железа (VI), как и прочие оксиды железа (см. выше).

5. Железная окалина проявляет окислительные свойства .

Например , оксид железа (II, III) реагирует с угарным газом при нагревании. При этом возможно восстановление как до чистого железа, так и до оксида железа (II):

Также железная окалина восстанавливается водородом:

Оксид железа (II, III) реагирует с более активными металлами .

Например , с алюминием (алюмотермия):

Оксид железа (II, III) реагирует также с некоторыми другими сильными восстановителями (йодидами и сульфидами).

Например , с йодоводородом:

Гидроксид железа (II)

Способы получения

1. Гидроксид железа (II) можно получить действием раствора аммиака на соли железа (II).

Например , хлорид железа (II) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида железа (II) и хлорида аммония:

2. Гидроксид железа (II) можно получить действием щелочи на соли железа (II).

Например , хлорид железа (II) реагирует с гидроксидом калия с образованием гидроксида железа (II) и хлорида калия:

FeCl₂ + 2KOH → Fe(OH)₂↓ + 2KCl

Химические свойства

1. Гидроксид железа (II) проявляется основные свойства , а именно реагирует с кислотами . При этом образуются соответствующие соли.

Например , гидроксид железа (II) взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):

2. Гидроксид железа (II) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид железа (II) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата железа (II):

3. Гидроксид железа (II) проявляет сильные восстановительные свойства , и реагирует с окислителями. При этом образуются соединения железа (III) .

Например , гидроксид железа (II) взаимодействует с кислородом в присутствии воды:

Гидроксид железа (II) взаимодействует с пероксидом водорода:

При растворении Fe(OH)₂ в азотной или концентрированной серной кислотах образуются соли железа (III):

4. Г идроксид железа (II) разлагается при нагревании :

Гидроксид железа (III)

Способы получения

1. Гидроксид железа (III) можно получить действием раствора аммиака на соли железа (III).

Например , хлорид железа (III) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида железа (III) и хлорида аммония:

2. Окислением гидроксида железа (II) кислородом или пероксидом водорода:

3. Гидроксид железа (III) можно получить действием щелочи на раствор соли железа (III).

Например , хлорид железа (III) реагирует с раствором гидроксида калия с образованием гидроксида железа (III) и хлорида калия:

FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KCl

Видеоопыт получения гидроксида железа (III) взаимодействием хлорида железа (III) и гидроксида калия можно посмотреть здесь.

4. Также гидроксид железа (III) образуется при взаимодействии растворимых солей железа (III) с растворами карбонатов и сульфитов . Карбонаты и сульфиты железа (III) необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид железа (III) реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида железа (III), выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

Но есть исключение ! Взаимодействие солей железа (III) с сульфитами в ЕГЭ по химии — окислительно-восстановительная реакция. Соединения железа (III) окисляют сульфиты, а также сульфиды и иодиды.

Взаимодействие хлорида железа (III) с сульфитом, например, калия — очень интересная реакция. Во-первых, в некоторых источниках указывается, что в ней таки может протекать необратимый гидролиз. Но для ЕГЭ лучше считать, что при этом протекает ОВР. Во-вторых, ОВР можно записать в разных видах:

Также допустима такая запись:

Химические свойства

1. Гидроксид железа (III) проявляет слабовыраженные амфотерные свойства, с преобладанием основных. Как основание, гидроксид железа (III) реагирует с растворимыми кислотами .

Например , гидроксид железа (III) взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата железа (III):

2. Гидроксид железа (III) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид железа (III) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата железа (III):

3. Гидроксид железа (III) взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—ферриты, а в растворе реакция практически не идет. При этом гидроксид железа (III) проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид железа (III) взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием феррита калия и воды:

4. Г идроксид железа (III) разлагается при нагревании :

Видеоопыт взаимодействия гидроксида железа (III) с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

Соли железа

Нитраты железа

Нитрат железа (II) при нагревании разлагается на оксид железа (III), оксид азота (IV) и кислород:

Нитрат железа (III) при нагревании разлагается также на оксид железа (III), оксид азота (IV) и кислород:

Гидролиз солей железа

Растворимые соли железа, образованные кислотными остатками сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. частично:

I ступень: Fe 3+ + H₂O ↔ FeOH 2+ + H +

II ступень: FeOH 2+ + H₂O ↔ Fe(OH )₂ + + H +

Однако сульфиты и карбонаты железа (III) и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:

При взаимодействии соединений железа (III) с сульфидами протекает ОВР:

2FeCl₃ + 3Na₂S → 2FeS + S + 6NaCl

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Окислительные свойства железа (III)

Соли железа (III) под проявляют довольно сильные окислительные свойств. Так, при взаимодействии соединений железа (III) с сульфидами протекает окислительно-восстановительная реакция.

Например : хлорид железа (III) взаимодействует с сульфидом натрия. При этом образуется сера, хлорид натрия и либо черный осадок сульфида железа (II) (в избытке сульфида натрия), либо хлорид железа (II) (в избытке хлорида железа (III)):

2FeCl₃ + 3Na₂S → 2FeS + S + 6NaCl

2FeCl₃ + Na₂S → 2FeCl₂ + S + 2NaCl

По такому же принципу соли железа (III) реагируют с сероводородом:

2FeCl₃ + H₂S → 2FeCl₂ + S + 2HCl

Соли железа (III) также вступают в окислительно-восстановительные реакции с йодидами .

Например , хлорид железа (III) взаимодействует с йодидом калия. При этом образуются хлорид железа (II), молекулярный йод и хлорид калия:

2FeCl₃ + 2KI → 2FeCl₂ + I₂ + 2KCl

Интерес представляют также реакции солей железа (III) с металлами. Мы знаем, что более активные металлы вытесняют из солей менее активные металлы . Иначе говоря, металлы, которые стоят в электрохимическом ряду левее, могут взаимодействовать с солями металлов, которые расположены в этом ряду правее . Исходя из этого правила, соли железа могут взаимодействовать только с металлами, которые расположены до железа. И они взаимодействуют.

Однако, соли железа со степенью окисления +3 в этом ряду являются небольшим исключением. Ведь для железа характерны две степени окисления: +2 и +3. И железо со степенью окисления +3 является более сильным окислителем. Таким образом, условно говоря, железо со степенью окисления +3 расположено в ряду активности после меди. И соли железа (III) могут реагировать еще и с металлами, которые расположены правее железа! Но до меди, включительно. Вот такой парадокс.

И еще один момент. Соединения железа (III) с этими металлами реагировать будут, а вот соединения железа (II) с ними реагировать не будут. Таким образом, металлы, расположенные в ряду активности между железом и медью (включая медь) при взаимодействии с солями железа (III) восстанавливают железо до степени окисления +2. А вот металлы, расположенные до железа в ряду активности, могут восстановить железо и до простого вещества.

Например , хлорид железа (III) взаимодействует с медью. При этом образуются хлорид железа (II) и хлорид меди (II):

А вот реакция нитрата железа (III) с цинком протекает уже по привычному механизму. И железо восстанавливается до простого вещества:

Видео:КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать

Вопросы к семинару «Железо и его соединения»

Вопросы к семинарскому занятию по теме «Железо и его соединения»

Просмотр содержимого документа
«Вопросы к семинару «Железо и его соединения»»

Напишите электронно-графическую формулу атома железа. Ука­жите валентные электроны. Какие степени окисления проявляет железо? Какие оксиды и гидроксиды соответствуют этим степеням окисления?

В каком состоянии железо встречается в природе? Назовите
важнейшие природные соединения железа.

Каковы физические свойства железа?

С какими простыми веществами реагирует железо? Напишите
уравнения реакций и назовите полученные вещества. Что такое ржавчина и как она образуется?

С какими сложными веществами реагирует железо? Напишите уравнения реакций и назовите их продукты.

Какие гидроксиды образует железо? Укажите их кислотно-основный характер. Напишите уравнения реакций, характерных для гидроксидов железа (+2) и (+3).

Почему гидроксид железа (II) со временем становится бурым?

Какие вы знаете качественные реакции на ионы железа +2 и +3? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

Биологическая роль железа и его соединений.

Вопросы к семинару по теме «ЖЕЛЕЗО И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ»

Напишите электронно-графическую формулу атома железа. Ука­жите валентные электроны. Какие степени окисления проявляет железо? Какие оксиды и гидроксиды соответствуют этим степеням окисления?

В каком состоянии железо встречается в природе? Назовите
важнейшие природные соединения железа.

Каковы физические свойства железа?

С какими простыми веществами реагирует железо? Напишите
уравнения реакций и назовите полученные вещества. Что такое ржавчина и как она образуется?

С какими сложными веществами реагирует железо? Напишите уравнения реакций и назовите их продукты.

Какие гидроксиды образует железо? Укажите их кислотно-основный характер. Напишите уравнения реакций, характерных для гидроксидов железа (+2) и (+3).

Почему гидроксид железа (II) со временем становится бурым?

Какие вы знаете качественные реакции на ионы железа +2 и +3? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

Биологическая роль железа и его соединений.

«Железо – представитель элементов побочных подгрупп периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева»

Металл, реагирующий с серной кислотой при обычных условиях :

А) серебро; б) медь; в) железо; г) ртуть.

Металл, взаимодействующий с водой при обычных условиях:

А) натрий; б) медь; в) железо; г) ртуть .

Возможные степени окисления атома железа:

А) +2; б) +2, +3; в) 0, +2, +3, +6.

Вещество, в котором степень окисления железа +3:

Пластинка, вытесняющая медь из раствора ее солей:

А) железная б) серебряная в) золотая .

Среда, в которой коррозия железа идет наиболее быстро:

А) вода; б) воздух; в) влажный воздух.

Характер оксида железа (II) :

А) кислотный; б) основный; в) амфотерный.

Характер оксида железа (III) :

А) кислотный; б) основный; в) амфотерный.

Укажите вещество, взаимодействующее с железом:

А) кислород; б) сероводород; в) углекислый газ.

Укажите вещество, взаимодействующее с оксидом железа (III) :

А) кислород; б) вода; в) серная кислота.

Укажите металл, более активный, чем железо:

А) кальций; б) медь; в) олово.

12. Осуществить превращение FeCl₃  Fe(OH)₃ можно с помощью:

А) кислоты; б) воды; в) щелочи.

Тип реакции Исходные вещества

1) соединения а) Fe(OH)₃ 

3) замещения в) Fe + ZnSO₄ 

4) обмена г) Fe(OH)₃ + NaOH 

Исходные вещества Продукты реакции

3) Fe + HCl  в) FeCl₂

Бланк ответов на тест

Бланк ответов на тест

Бланк ответов на тест

Бланк ответов на тест

Бланк ответов на тест

Чтобы переварить знания, надо поглощать их с аппетитом.

обеспечить в ходе урока повторение, закрепление и контроль знаний о железе и его соединениях.

Сформировать (продолжить формирование, закрепить, проверить усвоение) следующих специальных понятий по данному предмету:

Умение характеризовать строение атома;

Записывать уравнения, характеризующие химические свойства железа и его соединений;

Составлять электронный баланс, указывая окислитель и восстановитель;

Записывать уравнения, соответствующие цепочке превращений;

Сформировать (продолжить формирование, закрепить, проверить усвоение) следующие общеучебные умения и навыки:

Умение устно и письменно отвечать на известные вопросы

Умение монологически высказываться

Умение действовать по инструкции, алгоритму

развивать у школьников следующие интеллектуальные умения и приемы умственной деятельности (анализ, синтез, сравнение);

развивать самостоятельность и волю школьников, используя для этого самостоятельные тестовые задания по изучаемой теме;

развивать познавательный интерес школьников, используя для этого данные о биологическом значении соединений железа;

развивать познавательный интерес школьников, используя демонстрационный эксперимент.

содействовать в ходе урока формированию идеи материальности и познаваемости мира;

Задачи для учащихся:

1. Проверить знание основных теоретических вопросов темы “Железо и его соединения”;
2. Развивать умения составлять электронный баланс и уравнения, соответствующие цепочке превращений;
3. Закрепить теоретические знания практическим путем.
4. Провести контроль усвоения основных теоретических понятий.

Оборудование и реактивы: кодоскоп;

для демонстрационных опытов: растворы FеSO₄, FеС1₂, FеС1₃, NаОН, НСl, К₃[Fе (СN)₆], К₄[Fе(СN)₆], КСNS, пробирки.

Подготовка к семинару: учащимся заранее выдаются вопросы к семинару

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных зун.

Ferrum от латинского fers — быть твердым, что в свою очередь происходит от санскритского «меч».

Работа по вопросам семинара.

1 вопрос: Напишите электронно-графическую формулу атома железа. Укажите валентные электроны. Какие степени окисления проявляет железо в соединениях? Какие оксиды и гидроксиды соответствуют этим степеням окисления?

Валентные электроны 4S и 3d ( внешнего и предвнешнего уровня)

Степени окисления +2 и +3

2 вопрос: В каком состоянии железо встречается в природе? Назовите важнейшие природные соединения железа.

В земной коре железа 5,1% (это 2 место после Аl) .

В основном в виде соединений: оксидов, сульфидов, карбонатов.

Магнитный железняк Fе₃О₄ (Урал)

Гидрокарбонат железа (II) Fе (НСОз)₂ (Железноводск)

В свободном виде встречается только в метеоритах.

3 вопрос: Каковы физические свойства железа?

Ответ: серебристо-серый металл, ковкий, пластичный, плотность 7,87г/см 3 ; tпл.=1539°С; tкип.=2740°С; хорошо проводит тепло и электричество, обладает магнитными свойствами.

4 вопрос: С какими простыми веществами реагирует железо? Напишите
уравнения реакций и назовите полученные вещества. Что такое ржавчина и как она образуется?

2) 2Fе + 3Сl₂ = 2FеС1₃ — хлорид железа (III)

3) Fе + S = FеS — сульфид железа (II)

Образование ржавчины: 4Fе + 3О₂ + 6Н₂О = 4Fе(ОН)з

5 вопрос: С какими сложными веществами реагирует железо? Напишите уравнения реакций и назовите их продукты.

1) с водой при нагревании 3Fе + 4Н₂О = Fе₃О₄ + 4Н₂ (образуется железная окалина и выделяется водород)

2) с растворами кислот Fе + 2НС1 = FеС1₂ + Н₂ (хлорид железа (II) и водород)

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

3) c концентрированными кислотами HNOз и H₂SО₄ при обычной температуре железо пассивируется;

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)

4) с растворами солей менее активных металлов

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

6 вопрос: Какие гидроксиды образует железо? Укажите их кислотно-основный характер. Напишите уравнения реакций, характерных для гидроксидов железа (+2) и (+3).

Ответ: Fе(ОН)₂ — основание и Fе(ОН)₃ — более слабое основание (амфотерное)

Fе (ОН)₂ + NаОН

7 вопрос: Почему гидроксид железа (II) со временем становится бурым?

Ответ: Соединения Fе +2 нестойки и со временем на воздухе окисляются до Fе +3 :

4 Fе (ОН)₂ + О₂ + 2 Н₂О = 4 Fе (ОН)з

8 вопрос: Какие вы знаете качественные реакции на ионы железа +2 и +3? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

Ответ (сопровождается демонстрационными опытами).

9 вопрос : Какова биологическая роль железа и его соединений?

Примерный ответ: Железо — это биогенный элемент. Он входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железо-белковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. В организме взрослого человека имеется 4-5 г железа, из них 65% — в крови. Железо стимулирует функцию кроветворных органов. Красный пигмент крови – гемоглобин – осуществляет перенос кислорода от органов дыхания к тканям и обратный перенос углекислого газа от тканей к легким.

Много железа содержится в коровьем и козьем молоке, яичном желтке.

У растений железо в порфиринах, которые отвечают за синтез хлорофилла. При недостатке железа растения не образуют хлорофилла (что разрушает процесс фотосинтеза), теряют возможность ассимилировать углекислый газ и выделять кислород, у животных и человека развивается анемия (малокровие).

Основные источники железа:

Тест “Порядок ли у вас с железом”.

На вопросы отвечайте либо “да”, либо “нет”.

1. Часто ли вы чувствуете усталость и подавленность?

2. Произошли ли у вас в последнее время изменения кожи, волос и ногтей?

3. Теряли ли вы в последнее время много крови?

4. Занимаетесь ли вы профессиональным спортом?

5. Вы редко или совсем не едите мясо?

6. Выпиваете ли вы более трех чашек чая или кофе в день?

7. Вы едите мало овощей?

Если на большинство вопросов вы ответили “нет”, то ваш организм в достаточной степени обеспечен железом.

3. Применение зун.

Выполнение упражнений в тетради и на доске.

Упр.1: Составьте уравнения реакций к схеме:

2FеС1₃ + 3Аg₂SО₄ = Fе₂(SО₄)₃+ 6 AgCl

Fе₂(SО₄)₃ + 6NаОН = 2Fе(ОН)₃ + 3Nа₂SО₄

FеС1₃ + 3NаОН = Fе(ОН)₃ + 3NаСl

Упр. 2: Методом электронного баланса составьте уравнения, протекающие по схемам:

4. Задача: На сколько граммов увеличится масса железной пластинки, опущенной в раствор СиS0₄, если при этом на пластинке оказалось 20,8 г металлической меди?

Х = 18,2 г железа растворилось = m (Fе) увеличилась на 20,8 г-18,2 г = 2,6 г

Индивидуальное выполнение тестов на местах.

6. Подведение итогов урока. Оценки учащимся. Домашнее задание.

🌟 Видео

Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Типы Химических Реакций — Химия // Урок Химии 8 КлассСкачать

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

ОСНОВАНИЯ В ХИМИИ — Химические свойства оснований. Реакции оснований с кислотами и солямиСкачать

Это Самый Простой Урок Химии. Химия с нуля — АмфотерностьСкачать

ОКСИДЫ ХИМИЯ — Что такое Оксиды? Химические свойства Оксидов | Реакция ОксидовСкачать

Химические Цепочки — Решение Цепочек Химических Превращений // Химия 8 классСкачать

Гидроксиды – кислоты, основания, амфотерные гидроксиды | ХимияСкачать

КИСЛОТЫ ХИМИЯ // Урок Химии 8 класс: Кислоты, Кислотный Остаток, Классы Неорганических СоединенийСкачать

Электролитическая диссоциация кислот, оснований и солей. 9 класс.Скачать

Решение цепочек превращений по химииСкачать

Как определить формулу основания(гидроксида)Скачать

Почему появляются заболевания щитовидной железы? Эзотерическое объяснениеСкачать

Железо - Самый Полезный МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!Скачать

Химия 9 класс — Как определять Степень Окисления?Скачать

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.Скачать

Реакции металлов с кислородом и водой. 8 класс.Скачать

Типы Химических Связей — Как определять Вид Химической Связи? Химия 9 классСкачать