Химия. Онлайн учебник → Электронное строение и свойства железа

Fe₂O₃ - красный железняк (гематит).

Fe₃O₄ - магнетит (магнитный железняк).

Fe₂O₃ x nH₂O - лимонит (бурый железняк).

В природной воде присутствует Fe²⁺

Электронное строение атома и ионов Железа

₂₆Fe 1s²2s²2p²3s²3p⁶3d⁶4s²

Fe(0) - 2e → Fe(+2) 1s²2s²2p²3s²3p⁶3d⁶

Fe(0) - 3e → Fe(+3) 1s²2s²2p²3s²3p⁶3d⁵

Простое вещество - железо, серый-серебристый металл, пластичный, достаточно мягкий, является ферромагнетиком, создает сплавы с многими металлами.

Химические свойства железа

1. Взаимодействие с кислородом:

3Fe + 2O₂ (t) = Fe₃O₄ - оксид железа (II, III)

2. Взаимодействие с хлором:

2Fe + 3Cl₂ (t) = 2FeCl₃ - хлорид железа (III)

3. Взаимодействие с серой:

Fe + S (t) = FeS - сульфид железа (II)

4. Взаимодействие с водной парой:

3Fe + 4H₂O (t) = Fe₃O₄ + 4H₂

5. Взаимодействие с водой и растворенным в ней кислородом:

4Fe + 6H₂O + 3O₂ = 4Fe(OH)₃

6. Взаимодействие с кислотами:

а) с HCl и H₂SO₄ (разб.):

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

б) с HNO₃ (конц.) и H₂SO₄ не вступает в реакцию при обычных условиях.

в) с HNO₃ (конц.) и H₂SO₄ (конц.) во время нагревания:

Fe + 6HNO₃ (конц.) (t) = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

2Fe + 6H₂SO₄ (конц.) (t) = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

7. Взаимодействие с солями (вытесняет менее активные металлы):

Fe + CuCl₂ = FeCl₂ + Cu

 

Оксиды Железа

простые	двойной
FeO, Fe2O3	Fe3O4

 

FeO, Fe₃O₄ - твердые вещества черного цвета.

Fe₂O₃ - амфотерный оксид коричневого цвета.

FeO - основный оксид.

2KFeO₂ - феррит калия.

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3KOH (t) = 2KFeO₂ + 3H₂O

Fe₂O₃ сплавляют с солями угольной кислоты:

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ (t) = 2NaFeO₂ + CO₂

 

Гидроксиды Железа

белый	бурый
Fe(OH)2	Fe(OH)3

 

4Fe(+2)(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(+3)(OH)₃

Fe(+2) - 1e = Fe(+3) | 4

O₂(0) + 4e = 2O(-2) | 1

Fe(OH)₂ -основа, Fe(OH)₃ - амфотерный гидроксид. 

Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O

Fe(OH)₃ + 3HCl = FeCl₃ + 3H₂O

Fe(OH)₃ почти не реагирует с раствором щелочи при обычных условиях. В концентрированных растворах щелочей:

Fe(OH)₃ + KOH = K[Fe(OH)₄]

Соли Железа - растворимы, во время испарения воды с их растворов выделяются в виде кристаллогидратов:

FeSO₄ x 7H₂O, FeCl₃ x 6H₂O, Fe(NO₃)₃ x 9H₂O, Fe₂(SO₄)₃ x 9H₂O

Химические свойства солей Железа

1. Взаимодействует с растворами щелочей:

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + 2NaCl

FeCl₃ + 3KOH = Fe(OH)₃ + 3KCl

2. Взаимодействует с кислотами:

6FeSO₄ + 2HNO₃ + 3H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + 2NO + 4H₂O

3. Взаимодействует с солями:

FeCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl + Fe(NO₃)₂

Взаимопревращения соединений Железа (II) и Железа (III)

FeCl₂(1)→FeCl₃(2)→Fe(OH)₃(3)→Fe₂O₃

(4)→FeCl₂

1. FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃

2. FeCl₃ + 3KOH = Fe(OH)₃ + 3KCl

3. 2Fe(OH)₃ (t) = Fe₂O₃ + 3H₂O

4. 2FeCl₃ + 2KI = 2FeCl₂ + I₂ + 2KCl

Fe(1)→FeCl₂(2)→Fe(OH)₂(3)→Fe(OH)₃

1. Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

2. FeCl₂ + 2KOH = Fe(OH)₂ + 2KCl

3. 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

Автор: Гончаренко Л. И. (ula-books.com.ua)

< Урок 24 | Химия. Онлайн учебник | Урок 26 >
 

Смотрите также:
Задача 29-32: Вывод формулы вещества
Относительная атомная и молекулярная масса
Урок 4. Типы химических реакций