Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Получение металлов подгруппы железа
Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II)
FeO + C→Fe + CO Fe2O3 + 3CO→2Fe + 3CO2 NiO + C→Ni + CO Co2O3 + 3C →2Co + 3CO
Fed- элемент VIII группы; порядковый номер – 26; атомная масса – 56; (26p11; 30 n01), 26ē
| 1s22s22p63s23p63d64s2 |
Металл средней активности, восстановитель. Основные степени окисления - +2, +3
Железо и его соединения Химические свойства
1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):
4Fe + 3O2 + 6H2 O→4Fe(OH)3
Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину - оксид железа (II,III): 3Fe + 2O2→Fe3O4
2) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:
3Fe + 4H2O –t°→Fe3O4 + 4H2↑
3)Железо реагирует с неметаллами при нагревании: 2Fe + 3Br2 –t°→2FeBr3
Fe + S –t°→FeS
4) Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:
Fe + 2HCl →FeCl2 + H2↑ Fe + H2SO4(разб.) →FeSO4 + H2↑
В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании
2Fe + 6H2SO4(конц.) –t°→Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O Fe + 6HNO3(конц.) –t°→Fe(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O
(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).
5)Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.
Fe + CuSO4→FeSO4 + Cu↓
Соединения двухвалентного железа Гидроксид железа (II)Образуется при действии растворов щелочей на соли железа (II) без доступа воздуха: FeCl + 2KOH →2KCl + Fе(OH)2↓ Fe(OH)2 - слабое основание, растворимо в сильных кислотах:
Fe(OH)2 + H2SO4→FeSO4 + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+→Fe2+ + 2H2O
При прокаливании Fe(OH)2 без доступа воздуха образуется оксид железа (II) FeO: Fe(OH)2 –t°→FeO + H2O
В присутствии кислорода воздуха белый осадок Fe(OH)2, окисляясь, буреет – образуя гидроксид железа (III) Fe(OH)3:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O→4Fe(OH)3
Соединения железа (II) обладают восстановительными свойствами, они легко превращаются в соединения железа (III) под действием окислителей: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4→5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4→3Fe2(SO4)3 + 2NO↑+ 4H2O
Соединения железа склонны к комплексообразованию (координационное число=6): FeCl2 + 6NH3→ [Fe(NH3)6]Cl2
Fe(CN)2 + 4KCN→K4[Fe(CN)6](жёлтая кровяная соль) Качественная реакция на Fe2+
При действии гексацианоферрата (III) калия K3[Fe(CN)6] (красной кровяной соли) на растворы солей двухвалентного железа образуется синий осадок (турнбулева синь): 3FeSO4 + 2K3[Fe(CN)6] →Fe3[Fe(CN)6]2↓+ 3K2SO4
3Fe2+ + 3SO42- +6K+ + 2[Fe(CN)6]3- →Fe3[Fe(CN)6]2↓+ 6K+ + 3SO42- 3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- →Fe3[Fe(CN)6]2↓
Соединения трёхвалентного железа Оксид железа (III)Образуется при сжигании сульфидов железа, например, при обжиге пирита: 4FeS2 + 11O2 →2Fe2O3 + 8SO2↑
или при прокаливании солей железа: 2FeSO4 –t°→Fe2O3 + SO2↑+ SO3↑
Fe2O3 - основной оксид, в незначительной степени проявляющий амфотерные свойства
Fe2O3 + 6HCl –t°→2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6H+ –t°→2Fe3+ + 3H2O
Fe2O3 + 2NaOH + 3H2O –t°→2Na[Fe(OH)4] Fe2O3 + 2OH- + 3H2O→2[Fe(OH)4]-
Гидроксид железа (III)Образуется при действии растворов щелочей на соли трёхвалентного железа: выпадает в виде красно–бурого осадка Fe(NO3)3 + 3KOH→Fe(OH)3↓ + 3KNO3 Fe3+ + 3OH- →Fe(OH)3↓
Fe(OH)3 – более слабое основание, чем гидроксид железа (II). Это объясняется тем, что у Fe2+ меньше заряд иона и больше его радиус, чем у Fe3+, а поэтому, Fe2+ слабее удерживает гидроксид-ионы, т.е. Fe(OH)2 более легко диссоциирует. В связи с этим соли железа (II) гидролизуются незначительно, а соли железа (III) - очень сильно. Для лучшего усвоения материалов этого раздела рекомендуется просмотреть видеофрагмент (доступен только на CDROM). Гидролизом объясняется и цвет растворов солей Fe(III): несмотря на то, что ион Fe3+ почти бесцветен, содержащие его растворы окрашены в жёлто-бурый цвет, что объясняется присутствием гидроксоионов железа или молекул Fe(OH)3, которые образуются благодаря гидролизу:
Fe3+ + H2O→ [Fe(OH)]2+ + H+ [Fe(OH)]2+ + H2O→ [Fe(OH)2]+ + H+ [Fe(OH)2]+ + H2O→Fe(OH)3 + H+
При нагревании окраска темнеет, а при прибавлении кислот становится более светлой вследствие подавления гидролиза. Fe(OH)3 обладает слабо выраженной амфотерностью: он растворяется в разбавленных кислотах и в концентрированных растворах щелочей:
Fe(OH)3 + 3HCl →FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+→Fe3+ + 3H2O
Fe(OH)3 + NaOH → Na[Fe(OH)4] Fe(OH)3 + OH-→ [Fe(OH)4]-
Соединения железа (III) - слабые окислители, реагируют с сильными восстановителями: 2Fe+3Cl3 + H2S-2→S0 + 2Fe+2Cl2 + 2HCl
Качественные реакции на Fe3+
1) При действии гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6] (жёлтой кровяной соли) на растворы солей трёхвалентного железа образуется синий осадок (берлинская лазурь):
4FeCl3 +3K4[Fe(CN)6] →Fe4[Fe(CN)6]3↓+ 12KCl
4Fe3+ + 12Cl- + 12K+ + 3[Fe(CN)6]4-→Fe4[Fe(CN)6]3↓+ 12K+ + 12Cl-
4Fe3+ + 3 [Fe(CN)6]4-→Fe4[Fe(CN)6]3↓
2) При добавлении к раствору, содержащему ионы Fe3+ роданистого калия или аммония появляется интенсивная кроваво-красная окраска роданида железа(III): FeCl3 + 3NH4CNS→3NH4Cl + Fe(CNS)3
(при взаимодействии же с роданидами ионов Fe2+ раствор остаётся практически бесцветным).
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Оформление лабораторного журнала 10 | | | Опыт, едва не стоивший жизни |
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 153; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!