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.
Видео:Получение гидроксида железа (II) и взаимодействие его с кислотамиСкачать
Лабораторный опыт №18. Получение гидроксидов железа (II) и (III) и изучение их свойств.
Налейте в две пробирки по 2 мл растворов сульфата (или хлорида) железа (II) и (III). Добавьте в каждую по 1-2 мл раствора щёлочи. Что наблюдаете? Как изменяется цвет осадка в пробирке, в которой находился раствор соли железа (II)? Почему? Добавьте к полученным осадкам раствор серной кислоты до их полного растворения. Запишите уравнение проделанных реакций в молекулярной и ионной формах.
Докажите, что полученные растворы содержат катионы Fe 2+ и Fe 3+ .
При добавлении соляной кислоты к хлориду железа (II), наблюдается выпадение серо-зеленого осадка:
FeCl2 + 2NaOH ⟶ 2NaCl + Fe(OH)2↓
Fe 2+ + 2Cl — + 2Na + + 2OH — ⟶ 2Na + + 2Cl — + Fe(OH)2↓
Fe 2+ + 2OH — ⟶ Fe(OH)2↓
При добавлении соляной кислоты к хлориду железа (III), наблюдается выпадение рыжего осадка:
FeCl3 + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Fe(OH)3↓
Fe 3+ + 3Cl — + 3Na + + 3OH — ⟶ 3Na + + 3Cl — + Fe(OH)3↓
Fe 3+ + 3OH — ⟶ Fe(OH)3↓
К выпавшим осадкам добавили раствор серной кислоты до их полного растворения:
Доказать наличие двухвалентного железа можно с помощью красной кровяной соли, в результате реакции выпадает осадок темно-синего цвета:
FeSO4 + K3[Fe(CN)6] ⟶ K2SO4 + KFe[Fe(CN)6]↓
Доказать наличие двухвалентного железа можно с помощью желтой кровяной соли, в результате реакции выпадает осадок темно-синего цвета:
Fe2(SO4)3 + 2K4[Fe(CN)6] ⟶ 3K2SO4 + 2KFe[Fe(CN)6]↓
Видео:Получение гидроксида железа (III) и взаимодействие его с кислотамиСкачать
Опыты по химии. Железо
Взаимодействие железа с концентрированными кислотами
Безводная серная и азотная кислоты пассивируют железо, не реагируют с ним. Однако концентрированные растворы этих кислот растворяют железо. Приготовим две колбы с кусочками железа. Концентрированная азотная кислота бурно реагирует с железом. Продукты реакции – нитрат железа (III) и бурый газ – диоксид азота (IV).
Концентрированная серная кислота тоже реагирует с железом. Выделяется сернистый газ.
2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
И в том, и в другом случае происходит окисление железа до степени окисления +III. Даже небольшие количества воды, содержащиеся в концентрированных кислотах, сильно влияют на их свойства. Концентрированные и безводные кислоты – не одно и то же.
Оборудование: колбы, пинцет.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы с концентрированными кислотами. Опыт проводится под тягой, так как выделяются ядовитые оксиды азота и оксид серы.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Качественные реакции на железо (II)
Как определить в растворе ионы железа (II)? Возьмем для опытов сульфат железа (II).
- Качественная реакция на ион железа (II) – реакция с красной кровяной солью.
Добавим красную кровяную соль ‑ гексацианоферрат калия K3[Fe(CN)6]. (Для определения железа (III) используют желтую кровяную соль K4[Fe(CN)6]). В присутствии ионов железа (II) образуется темно-синий осадок. Это — турнбуллева синь ‑ комплексная соль железа KFe[Fe(CN)6]).
Появление турнбуллевой сини доказывает присутствие в растворе ионов железа (II).
2 К3[Fe(CN)6 ] +3 Fe SO4 = KFe[Fe(CN)6])↓ + 3K2SO4
Турнбуллева синь очень похожа по свойствам на берлинскую лазурь и тоже служила красителем. Названа по имени одного из основателей шотландской фирмы по производству красителей «Артур и Турнбуль».
- Качественная реакция на ион железа (II) – реакция со щелочью.
Реакция со щелочью – еще один способ обнаружения ионов железа (II). Гидроксид железа (II) Fe(OH)2 — серо-зеленого цвета, гидроксид железа (III) Fe(OH)3 — бурый. Добавим щелочь (NaOH) в колбу с солью железа — образуется серо-зеленый осадок. Значит, в растворе присутствуют ионы железа (II). Образовавшийся осадок – гидроксид железа (II) Fe(OH)2.
Оборудование: колбы.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с растворами щелочей и растворами гексацианоферратов. Не допускать контакта растворов гексацианоферратов с концентрированными кислотами.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Качественные реакции на железо (III)
Ионы железа (III) в растворе можно определить с помощью качественных реакций. Проведем некоторые из них. Возьмем для опыта раствор хлорида железа (III).
- Качественная реакция на ион железа (III)– реакция со щелочью.
Если в растворе есть ионы железа (III), образуется гидроксид железа (III) Fe(OH)3. Основание нерастворимо в воде и бурого цвета. (Гидроксид железа (II) Fe(OH)2. – также нерастворим, но серо-зеленого цвета). Бурый осадок указывает на присутствие в исходном растворе ионов железа (III).
Видео:Опыты по химии. Получение гидроксида железа (III) и изучение его свойствСкачать
FeCl3 + 3 NaOH = Fe(OH)3 ↓+ 3 NaCl
- Качественная реакция на ион железа (III) – реакция с желтой кровяной солью.
Желтая кровяная соль – это гексацианоферрат калия K4[Fe(CN)6]. (Для определения железа (II) используют красную кровяную соль K3[Fe(CN)6]). К порции раствора хлорида железа прильем раствор желтой кровяной соли. Синий осадок берлинской лазури* показывает на присутствие в исходном растворе ионов трехвалентного железа.
3 К4[Fe(CN)6 ] +4 FeCl3 = KFe[Fe(CN)6])↓ + 12 KCl
- Качественная реакция на ион железа (III) – реакция с роданидом калия.
Вначале разбавляем испытуемый раствор – иначе не увидим ожидаемой окраски. В присутствии иона железа (III) при добавлении роданида калия образуется вещество красного цвета. Это ‑ роданид железа (III). Роданид от греческого «родеос» — красный.
FeCl3 + 3 КCNS = Fe(CNS)3 + 3 KCl
Берлинская лазурь была получена случайно в начале 18 века в Берлине красильных дел мастером Дисбахом. Дисбах купил у торговца необычный поташ (карбонат калия): раствор этого поташа при добавлении солей железа получался синим. При проверке поташа оказалось, что он был прокален с бычьей кровью. Краска оказалась подходящей для тканей: яркой, устойчивой и недорогой. Вскоре стал известен и рецепт получения краски: поташ сплавляли с высушенной кровью животных и железными опилками. Выщелачиванием такого сплава получали желтую кровяную соль. Сейчас берлинскую лазурь используют для получения печатной краски и подкрашивания полимеров.
Оборудование: колбы, пипетка.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с растворами щелочей и растворами гексацианоферратов. Не допускать контакта растворов гексацианоферратов с концентрированными кислотами.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Получение гидроксида железа (II) и взаимодействие его с кислотами
Получим гидроксид железа (II) Fe(OH)2. Для этого воспользуемся реакцией растворимой соли железа (II) со щелочью: соединим сульфат железа (II) и гидроксид калия.
FeSO4 + 2KOH = Fe(OH)2↓ + K2SO4
Образуется серо-зеленый осадок гидроксида железа (II). Вспомним, что гидроксид железа (III) – бурый. По цвету получаемого осадка гидроксида различают соли железа (II) и железа (III). Как подействует кислота на серо-зеленый осадок гидроксида? Добавляем раствор соляной кислоты.
Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O
Осадок гидроксида растворяется. Образуется раствор хлорида железа (II).
Оборудование: колба, пипетка.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с растворами кислот и щелочей. Избегать попадания кислот и щелочей на кожу и слизистые оболочки.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Получение гидроксида железа (III) и взаимодействие его с кислотами
Получим гидроксид железа (III) Fe(OH)3 взаимодействием растворов хлорида железа (III) FeCl3 и гидроксида калия KOH. Это обычный способ получения нерастворимых оснований – реакция обмена растворимой соли и щелочи.
FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3 ↓+ 3KCl
Выпадает бурый осадок. Это гидроксид железа (III). Как гидроксид реагирует с кислотами? Добавим раствор соляной кислоты.
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
Осадок гидроксида железа растворяется, образуется желтый раствор хлорида железа (III). Реакции обмена с кислотами могут превращать нерастворимые основания в растворимые соли.
Оборудование: колба, пипетка.
Техника безопасности.
Соблюдать правила обращения с растворами кислот и щелочей. Избегать попадания кислот и щелочей на кожу и слизистые оболочки.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Получение железа алюминотермией
Алюминий используется для получения некоторых металлов. Этот метод называется алюминотермией. Метод основан на том, что порошкообразный алюминий при воспламенении восстанавливает оксиды многих металлов. При этом образуется очень чистый, свободный от углерода металл. Получим железо способом алюминотермии. Смесь порошкообразного алюминия и оксидов железа называется термитом. Приготовим термит и подожжем его. При горении термита алюминий восстанавливает железо из его оксида.
Fe2O3 + 2 AI = AI2O3 + 2 Fe
После окончания реакции извлечем железо. Оно образуется на дне тигля в виде отдельных застывших капель. Металл притягивается к магниту.
Оборудование: тигель, ступка, металлическая чашка с песком, щипцы, пробирка, фильтровальная бумага, магнит.
Техника безопасности. Соблюдать правила пожарной безопасности и правила безопасности при работе с нагревательными приборами.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Роль кислорода в процессе коррозии железа
Коррозия – это разрушение металлов под действием кислорода и воды. Попробуем установить зависимость степени коррозии железа от степени аэрации – то есть от доступа кислорода к поверхности металла. Опустим в пробирки железные гвозди и добавим воды: в первую пробирку – до половины, во вторую и в третью – до верха. В третью пробирку нальем слой растительного масла. Сплошной слой масла блокирует поступление кислорода в толщу воды. Посмотрим, что произошло с гвоздями через некоторое время. Больше всего ржавчины оказалось на гвозде из первой пробирки, этот гвоздь соприкасался и с водой, и с воздухом. Доступ кислорода к поверхности металла был свободным. На гвозде из второй пробирки коррозии меньше, так как железо взаимодействовало только с небольшим количеством растворенного в воде кислорода. Гвоздь из третьей пробирки почти не поржавел. Кислород не мог пройти через слой растительного масла, а без кислорода коррозия не развивается.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.
Техника безопасности. Опыт не опасен.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
📹 Видео
Получение гидроксида железа IIIСкачать
Получение гидроксида железа (III) | FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaClСкачать
Опыты по химии. Получение гидроксида железа (II) и изучение его свойствСкачать
Получение гидроксида железа(III) и взаимодействие его с кислотамиСкачать
Получение гидроксида железа III и изучение его свойствСкачать
Образование гидроксида железа III. Химический опытСкачать
Растворение гидроксида железа (III)Скачать
Химия. 10 класс. Получение гидроксидов: железа (II) и (III), меди (II) /19.02.2021/Скачать
Опыты по химии. Получение гидроксида железа (II) и изучение его свойствСкачать
гидроксид железа 3Скачать
Химия Неорганика 153 Получение гидроксида железаСкачать
Получение гидроксида железа II и изучение его свойствСкачать
Получение гидроксида железаСкачать
Получение и превращения гидроксидов железа Fe(OH)2 и Fe(OH)3Скачать
Взаимодействие гидроксида железа (III) с серной кислотой | ЕГЭ по химииСкачать
Опыты по химии. Получение гидроксида меди (II) и изучение его свойствСкачать
Получение гидроксида железаСкачать
