5. Железо (1097059)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Глава 5. Железо.5.1. Теоретическая часть.Железо находится в VIII (8) 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 в виде аквакомплексов [Fe(H2O)6]2+ бледно-зелёногоцвета.С разбавленной HNO3 (~30%) железо вступает в следующую реакцию:Fe + 4HNO3(разб.) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2OХолодная концентрированная азотная кислота пассивируют железо.При нагревании кислоты-окислители взаимодействуют с железом с образованием железа (III) ипродуктов восстановления азотной кислоты (NO, NO2, N2O, N2, NH3 и т.д.).

В химическойреакции, обычно, записывается какой-то один продукт, который образуется в наибольшемколичестве. Водные растворы железа (III) окрашены в желтый цвет, соответствующий окраскеаквакомплекса [Fe(H2O)6]3+.2Fe + H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2OFe + 6HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2OСоединения железа (II).Оксид железа (II) не растворяется в воде, поэтому соответствующий гидроксидполучают косвенным путём, например, при взаимодействии соли Мора с растворомщёлочи:2NaOH+(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O = Fe(OH)2↓+Na2SO4+(NH4)2SO4 + 6H2OГидроксид железа (II) — соединение белого цвета. На воздухе Fe(OH)2 быстроокисляется, превращаясь сначала в гидратированный оксид состава Fe3O4 xH2Oзелёного цвета, а затем в частично обезвоженный бурый гидроксид Fe(OH)3:4Fe(OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3Для получения неокисленного гидроксида Fe(II) нужна тщательная изоляцияреагентов от их воздействия с кислородом воздуха, например, проведение реакцииполучения гидроксида Fe(II) под слоем бензола.Гидроксид железа (II) легко растворяется в кислотах с образованием солей Fe(II) и нерастворяется в растворах щелочей, т.

е. проявляет исключительно основные свойства.Железо (II) образует множество как хорошо растворимых, так и плохо растворимых солей.Осадок карбоната железа (FeCO3) можно получить в результате обменной реакции:(NH4)2Fe(SO4)2 + Na2CO3 = FeCO3↓ + Na2SO4 + (NH4)2SO4 .При пропускании через раствор над осадком углекислого газа эта соль растворяется из-заобразования кислой соли:FeCO3 + H2O + CO2 = Fe(HCO3)2Сульфид железа (II) можно получить только при достаточно большой концентрации ионов S2- врастворе. Это достигается действием растворимого сульфида (щелочных металлов илиаммония) на соли, содержащие катионы Fe(II):FeSO4 + (NH4)2S = FeS↓ + (NH4)2SO4Сульфиды 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+CH3COOHСоединения железа (II) обладают восстановительными свойствами:2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3Качественной реакцией на железо (II) является реакция с K3[Fe(CN)6] (краснойкровяной 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 + 6H2OСоединения железа (III).Оксид железа (III) Fe2O3 – красно-коричневое кристаллическое вещество, устойчивое приатмосферном давлении до 1445oC.В лаборатории Fe2O3 можно получить высокотемпературным 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 + 3H2OС водными растворами щелочей Fe2O3 не взаимодействует.Бурый гидроксид Fe(III) можно получить только косвенным путём, например, пореакциям:FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaClГидроксид Fe(III) обладает амфотерными свойствами с преобладанием основных. Поэтому онлегко растворяется в кислотах:2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2Oи не растворяется в щелочах. Подтверждением наличия у Fe(OH)3 кислотных свойств являетсясуществование гидроксокомплексов, простейшими из которых являются [Fe(OH)4]- и [Fe(OH)6]3. Их можно получить, добавляя по каплям раствор соли Fe(III) в избыток концентрированнойщёлочи:Fe3+ + 4OH- → [Fe(OH)4]Железо (III) образует большое количество солей.

Многие соли обладают высокойрастворимостью.Растворимые соли железа (III) подвергаются гидролизу, их водныерастворы 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 образованияроданидного комплекса железа Fe[Fe(SCN)6], имеющего кроваво-красную окраску. Этосоединение рассматривается как автокомплекс роданида железа Fe(SCN)3, который можнополучить, например, по реакциям:FeCl3 + 3NH4(SCN) = Fe(SCN)3 + 3NH4Cl2Fe(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 высокой степени окисления железанужна щелочная среда:2FeCl3 + 16KOH + 3Cl2 = 12KCl + 2K2FeO4 + 8H25.1.1. Вопросы по теме.1.2.3.4.5.6.Какие степени окисления наиболее характерны для железа?Напишите формулы оксидов и соответствующих им гидроксидов железаОхарактеризуйте кислотно-основные свойства гидроксидов железа (II) и железа(III)?Напишите реакции, характеризующие окислительно-восстановительные свойстважелеза (II) и железа (III).Напишите реакции взаимодействия железа с соляной, азотной и серной кислотойпри комнатной температуре и при нагревании.

Укажите степень окисления железа впродуктах данных реакций.Напишите качественные реакции, с помощью которых можно доказать присутствиеионов Fe (II)и Fe (III) в водных растворах?.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги