Доклад по химии на тему железо
Обновлено: 06.07.2024
Железо можно назвать главным металлом нашего времени. Этот химический элемент очень хорошо изучен. Тем не менее, учёные не знают, Когда и кем открыто железо: слишком давно это было. Использовать железные изделия человек стал использовать уже в начале 1 тысячелетия до н.э. Когда на смену бронзовому веку пришел железный. Металлургия на территории Европы и Азии начала развиваться ещё в 9 – 7 веке до н.э.
Железо обнаружено также и на Луне, В лунном грунте, оно присутствует в самородном, не окислённом состоянии, что, очевидно, объясняется отсутствием атмосферы. Хотя на Земле железо тоже иногда встречается в самородном состоянии.
По запасам в земной коре Fe занимает 4 место среди всех элементов, после кислорода, кремния и алюминия. Намного больше железа в ядре планеты, которое, согласно предположениям учёных, состоит из никеля и железа. Но это железо недоступно и вряд ли станет доступным в обозримом будущем. Поэтому важнейшим источником Fe остаются залегающие на поверхности Земли или на небольших глубинах такие минералы, как магнетит Fe3O4, гидрогетит FeO2nH2Oгематит Fe2O сидерит FeCO3.Они составляют основу железных руд – магнитного, бурого, красного и шпантового железняка.
Железо – серый металл, его легко обрабатывать: резать, ковать, прокатывать, штамповать. Ему можно придать большую прочность и твёрдость методами термического и механического воздействия (закалка, прокатка).
Рассказывая о свойствах Fe, нужно, прежде всего, говорить, о каком железе идёт речь – о техническом чистом Feили о Feвысшей чистоты. Разница в их свойствах – и физических, и химических – достаточно велика.
Железо в соединениях может проявлять разные степени окисления: +2, +3, +6, редко +1 ,+4 и даже 0 (в карбониле Fe(Co)5). Из соединений двухвалентного железа наиболее известны FeO(2), а также его сульфид и галогениды. Ионы Fe образуются при растворении Feв разбавленных кислотах – азотной и серной – Feне растворяется: благодаря образованию на поверхности металла тонкой и плотной оксидной плёнки. Практически не растворяется Feи в щелочах (кроме горячих концентрированных растворах).
Соли трёхвалентного железа обычно получаются при окислении солей двухвалентного железа. При этом если реакция происходит в растворе, цвет раствора меняется; характерная для Fe2+ светло-зелёная окраска изменяется на бурую. Соли трёхвалентного железа часто склонны к гидролизу. Железная H2FeO4 железистая HFeO2 кислоты в свободном состоянии не получены. Однако соли их – дирраты и дерриты известны и изучены достаточно хорошо.
Оксид трёхвалентного железа Fe2O3, Оксид состава Fe3O4 рассматривают как соединение FeOи Fe2O3. Гидроксиды двух и трёхвалентного железа Fe(OH)2 и Fe(OH)3 в воде растворяется плохо и, в отличие от оксидов, не имеют большого практического значения. Оксиды же важны не только как источник множества соединений Fe, но и как важнейшие сырьё для чёрной металлургии. Подобно другим переходным металлам, Feобразует также множество комплексных соединений.
Для нормальной жизнедеятельности человеку совершенно необходимы железосодержащие органические соединения. Самое известное из них дыхательный пигмент гемоглобин. Но кроме гемоглобина Feв нашем организме есть ещё и в моимобине – белке. Запасающим кислород в мышцах. Есть также железосодержащие ферменты и ферритин.
Желе́зо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). Металл средней активности, восстановитель.
Основные степени окисления — +2, +3
Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.
Химические свойства простого вещества — железа:
Ржавление и горение в кислороде
1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):
Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):
2) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:
3) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:
Fe + S – t° → FeS (600 °С)
Fe+2S → Fe +2 (S 2 -1 ) (700°С)
4) В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н 2 SO 4 , при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:
Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (реакции проводятся без доступа воздуха, иначе Fe +2 постепенно переводится кислородом в Fe +3 )
В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, оно сразу переходит в катион Фе 3+ :
(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).
Железный гвоздь, погруженный в голубоватый раствор медного купороса, постепенно покрывается налетом красной металлической меди
5) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.
Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:
и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.
Техническое железо — сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06-6,67 % С, сталь 0,02-2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Мn, Ni, Сr), что придает сплавам железа технически полезные свойства — твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др .
Доменный процесс производства чугуна
Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:
а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:
б) сжигание кокса при горячем дутье:
в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:
Fe 2 O 3 →(CO) (Fe II Fe 2 III )O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe
г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:
Fе (т ) →( C ( кокс) 900—1200°С) Fе (ж) (чугун, t пл 1145°С)
В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe 2 С и графит.
Производство стали
Передел чугуна в сталь проводится в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрических), отличающихся способом обогрева; температура процесса 1700-2000 °С. Продувание воздуха, обогащенного кислородом, приводит к выгоранию из чугуна избыточного углерода, а также серы, фосфора и кремния в виде оксидов. При этом оксиды либо улавливаются в виде отходящих газов (СО 2 , SО 2 ), либо связываются в легко отделяемый шлак — смесь Са 3 (РO 4 ) 2 и СаSiO 3 . Для получения специальных сталей в печь вводят легирующие добавки других металлов.
Получение чистого железа в промышленности — электролиз раствора солей железа, например:
FеСl 2 → Fе↓ + Сl 2 ↑ (90°С) (электролиз)
(существуют и другие специальные методы, в том числе восстановление оксидов железа водородом).
Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и трансформаторов, чугун — в производстве литья и стали, сталь — как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо-, жаро- и коррозионно-стойкие.
Оксид железа(II) F еО . Амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Черный, имеет ионное строение Фе 2+ O 2- . При нагревании вначале разлагается, затем образуется вновь. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, сплавляется со щелочами. Медленно окисляется во влажном воздухе. Восстанавливается водородом, коксом. Участвует в доменном процессе выплавки чугуна. Применяется как компонент керамики и минеральных красок. Уравнения важнейших реакций:
4FеО ⇌(Fe II Fe 2 III ) + Fе (560—700 °С , 900—1000°С)
FеО + 4NаОН =2Н 2 O + N а 4 F е O 3(красн .) триоксоферрат(II) (400—500 °С)
FеО + Н 2 =Н 2 O + Фе (особо чистое) (350°С)
FеО + С (кокс) = Фе + СО (выше 1000 °С)
ФеО + СО = Фе + СО 2 (900°С)
6ФеО + O 2 = 2(Fe II Fe 2 III )O 4 (300—500°С)
Получение в лаборатории : термическое разложение соединений железа (II) без доступа воздуха:
FеСОз = FеО + СO 2 (490-550 °С)
Оксид дижелеза (III) – железа( II ) ( Fe II Fe 2 III )O 4 . Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe 2+ (Fе 3+ ) 2 ( O 2- ) 4 . Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, раскаленным железом. Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок ( железный сурик ), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий ( чернение, воронение ). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе. Применение брутто-формулы Fe 3 O 4 не рекомендуется. Уравнения важнейших реакций:
2(Fe II Fe 2 III )O 4 = 6ФеО + O 2 (выше 1538 °С)
(Fe II Fe 2 III )O 4 + 4Н 2 = 4Н 2 O + 3Фе (особо чистое, 1000 °С)
(Fe II Fe 2 III )O 4 + СО =ЗFеО + СO 2 (500—800°C)
(Fe II Fe 2 III )O4 + Fе ⇌4FеО (900—1000 °С , 560—700 °С)
Получение: сгорание железа (см.) на воздухе.
В природе — оксидная руда железа магнетит.
Оксид железа(III) F е 2 О 3 . Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Красно-коричневый, имеет ионное строение (Фе 3+ ) 2 (O 2- ) 3. Термически устойчив до высоких температур. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой, из раствора выпадает бурый аморфный гидрат Фе 2 O 3 nН 2 О. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели (технические продукты называются ферритами). Применяется как сырье при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель звука и изображения на магнитных лентах, как полирующее средство для стали и стекла.
Уравнения важнейших реакций:
Fе 2 O 3 + 2NaОН (конц.) →Н 2 O+ 2 N а F е O 2 (красн.) диоксоферрат(III)
Fе 2 О 3 + МО=(М II Fе 2 II I )O 4 (М=Сu, Мn, Fе, Ni, Zn)
Fе 2 O 3 + ЗН 2 =ЗН 2 O+ 2Fе (особо чистое, 1050—1100 °С)
Получение в лаборатории — термическое разложение солей железа (III) на воздухе:
В природе — оксидные руды железа гематит Fе 2 O 3 и лимонит Fе 2 O 3 nН 2 O
Гидроксид железа (II) F е(ОН) 2 . Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Белый (иногда с зеленоватым оттенком), связи Фе — ОН преимущественно ковалентные. Термически неустойчив. Легко окисляется на воздухе, особенно во влажном состоянии (темнеет). Нерастворим в воде. Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами. Типичный восстановитель. Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется в изготовлении активной массы железоникелевых аккумуляторов.
Уравнения важнейших реакций:
4Fе(ОН) 2 (суспензия) + O 2 (воздух) →4FеО(ОН)↓ + 2Н 2 O (t)
Получение : осаждение из раствора щелочами или гидратом аммиака в инертной атмосфере:
Fе 2+ + 2OH (разб.) = F е(ОН) 2 ↓
Метагидроксид железа F еО(ОН). Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Светло-коричневый, связи Фе — О и Фе — ОН преимущественно ковалентные. При нагревании разлагается без плавления. Нерастворим в воде. Осаждается из раствора в виде бурого аморфного полигидрата Фе 2 O 3 nН 2 O, который при выдерживании под разбавленным щелочным раствором или при высушивании переходит в ФеО(ОН). Реагирует с кислотами, твердыми щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Спекается с Фе(ОН) 2 . Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется как основа желтых минеральных красок и эмалей, поглотитель отходящих газов, катализатор в органическом синтезе.
Соединение состава Fе(ОН) 3 не известно (не получено).
Уравнения важнейших реакций:
Fе 2 O 3 . nН 2 O→( 200-250 °С, — H 2 O ) FеО(ОН)→( 560-700° С на воздухе , -H2O) →Fе 2 О 3
FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O -коллоид (NаОН (конц.) )
FеО(ОН)→ N а 3 [ F е(ОН) 6 ] белый , Nа 5 [Fе(OН) 8 желтоватый (75 °С, NаОН ( т) )
2FеО(ОН) + Fе(ОН) 2 =( Fe II Fe 2 III )O 4 + 2Н 2 O (600—1000 °С)
2FеО(ОН) + ЗН 2 = 4Н 2 O+ 2Фе (особо чистое, 500—600 °С)
2FеО(ОН) + ЗВr 2 + 10КОН = 2К 2 FеO 4 + 6Н 2 O + 6КВr
Получение: осаждение из раствора солей железа(Ш) гидрата Фе 2 О 3 nН 2 O и его частичное обезвоживание (см. выше).
В природе — оксидная руда железа лимонит Fе 2 O 3 nН 2 О и минерал гётит FеО(ОН).
Феррат калия К 2 F еО 4 . Оксосоль. Красно-фиолетовый, разлагается при сильном нагревании. Хорошо растворим в концентрированном растворе КОН, реагирует с кипящей водой, неустойчив в кислотной среде. Сильный окислитель.
Качественная реакция — образование красного осадка феррата бария. Применяется в синтезе ферритов — промышленно важных двойных оксидов железа (III) и других металлов.
Уравнения важнейших реакций:
FеО 4 2- + Ва 2+ = ВаFеO 4 (красн.)↓ (в конц. КОН)
Получение : образуется при окислении соединений железа, например метагидроксида ФеО(ОН), бромной водой, а также при действии сильных окислителей (при спекании) на железо
Fе + 2КОН + 2КNO 3 = К 2 F е O 4 + 3КNO 2 + H 2 O (420 °С)
и электролизе в растворе:
Fе + 2КОН (конц.) + 2Н 2 O→ЗН 2 ↑ + К 2 F е O 4 ( электролиз)
(феррат калия образуется на аноде).
Качественные реакции на ионы F е 2+ и F е 3+
Обнаружение ионов Фе 2+ и Fе 3+ в водном растворе проводят с помощью реактивов К 3 [Fе(СN) 6 ] и К 4 [Fе(СN) 6 ] соответственно; в обоих случаях выпадает синий продукт одинакового состава и строения, КФе III [Fе II (СN) 6 ]. В лаборатории этот осадок называют берлинская лазурь , или турнбуллева синь :
Fе 2+ + К + + [Fе(СN) 6 ] 3- = КFе III [Fе II (СN) 6 ]↓
Fе 3+ + К + + [Fе(СN) 6 ] 4- = КFе III [Fе II (СN) 6 ]↓
Химические названия исходных реактивов и продукта реакций:
К 3 Fе III [Fе(СN) 6 ]- гексацианоферрат (III) калия
К 4 Fе III [Fе (СN) 6 ]- гексацианоферрат (II) калия
КFе III [Fе II (СN) 6 ]- гексацианоферрат (II) железа (Ш) калия
Fе 3+ + 6NСS — = [Фе(НСС) 6 ] 3-
Этим реактивом (например, в виде соли КНСС) можно обнаружить даже следы железа (III) в водопроводной воде, если она проходит через железные трубы, покрытые изнутри ржавчиной.
Ключевые слова конспекта: железо, характеристика элемента железо, свойства железа, ферраты, оксиды железа, железная окалина, взаимодействие с неметаллами, гидрооксиды железа, сульфид железа, ржавление.
Железо Fe – элемент № 26, 4-го периода, VIIIB группы. Электронная конфигурация атома железа в стационарном состоянии 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .
Электронная конфигурация валентного слоя атома железа изображена также на схеме:
Наиболее устойчивые электронные конфигурации ионов железа:
Fe 2+ – 3d 6 4s 0 ;
Fe 3+ – 3d 5 4s 0 .
Жeлeзо проявляет следующие степени окисления:
- 0 – в простых веществах;
- +2 – в оксиде FeO, в гидроксиде Fe(OH)2 и солях, например FeCl2, FeSO4 и т. д.;
- +3 – в оксиде Fe2O3, в гидроксиде Fe(OH)3 и солях, например FeCl3, Fe(NO3)3 и т. д.
Можно окислить жeлeзо до степени окисления +6, которую оно проявляет в ферратах, например K2FeO4. Несмотря на существование ферратов калия и бария, железная кислота H2FeO4 не получена – под действием кислот ферраты разлагаются.
Железо образует оксиды FeO и Fe2O3. Кроме того, существует оксид Fe3O4, оксид дижелеза (III) – железа (II), или железная окалина.
Формулу оксида Fe3O4 можно записать по-другому:
Желeзo образует гидроксиды Fe(OH)2 и Fe(OH)3. Оба они являются слабыми электролитами, проявляют амфотерные свойства, но основные заметно преобладают над кислотными.
Жeлезo образует несколько кристаллических модификаций, устойчивых при определённых температурах.
При обычных условиях чистое железо – мягкий, ковкий серебристо–серый металл, относится к тяжёлым (р = 7,87 г/см 3 ), тугоплавким (t°пл. = 1539 °С) металлам.
В электрохимическом ряду напряжений металлов жeлезо находится в его средней части, железо – металл средней активности.
При нагревании (особенно в измельчённом состоянии) железо взаимодействует практически со всеми неметаллами.
Железo взаимодействует с кислородом (при нагревании на воздухе), образуется двойной оксид Fe3O4:
При взаимодействии с азотом, фосфором и углеродом образуются металлообразные соединения нестехиометрического состава, например Fe2N, Fe3C (цементит).
При нагревании железа с серой образуются сульфид железа (II) FeS или дисульфид железа FeS2:
Раскалённое желeзo реагирует с парами воды, при этом образуется двойной оксид железа (II, III) – железная окалина:
На влажном воздухе при условиях, близких к стандартным, железо окисляется кислородом (ржавление железа):
Жeлезo реагирует с кислотами, окисляющими металлы за счёт Н + , с выделением водорода. При этом железо окисляется до степени окисления +2 (если бы получились соли железа со степенью окисления +3, то водород в момент выделения восстановил бы железо до +2):
Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо, но с разбавленной азотной кислотой железо реагирует. При этом могут образоваться как Fe(NO3)2, так и Fe(NO3)3, в зависимости от концентрации кислоты (степени её разбавления) и от температуры:
Железо реагирует с растворами солей металлов, расположенных в ряду напряжений правее железа. При этом обычно железо окисляется до +2:
Это интересно.
Удивительные факты о железе.
2.Ледник Тейлора в Антарктиде знаменит Кровавым водопадом. Содержащееся в нем в двухвалентное железо, окисляясь кислородом воздуха, образует красного цвета окись железа, которое придаёт водопаду кроваво-рыжий оттенок. Производят двухвалентное железо бактерии, живущие на глубине под толщей льда.
3.На дне Индийского океана в области гидротермальных источников существуют улитки, раковина которых состоит из трех слоев: арагонита (материала обычного для моллюска), мягкого среднего слоя из органического наполнителя и внешнего из минерала железа. Кроме того, минералы железа входят в состав чешуек, покрывающих ногу улитки.
4.Атомиум — это гигантская молекула железа построенная в Брюсселе в 1958 году. Имеет девять круглых сфер диаметром 18 м, и является увеличенной копией молекулы железа в 165 миллиардов. Высота 102 метра, а суммарный вес этой конструкции превышает 2400 тонн. Туристы могут передвигаться от сферы к сфере по трубам длинна которых составляет 23 метра.
5.В Дели есть колонна, сделанная из железа, в котором есть немного примесей. Фактически это чистое железо. За много веков часть, которая находится на воздухе, практически не окислилась (вероятно, из-за сухости воздуха и наличию в составе фосфора), часть колонны, которая находится в земле, покрыта сантиметровым слоем ржавчины. Так что ничего сверхъестественного в том, что колона не ржавеет нет. Колонна изготовлена методом ковки отдельных криц, о чем говорят следы ковки и сварки (сварка также была сделана методом ковки).
Железо – химический элемент
Положение железа в периодической таблице химических элементов и строение его атома
Железо - это d- элемент VIII группы; порядковый номер – 26; атомная масса Ar ( Fe ) = 56; состав атома: 26-протонов; 30 – нейтронов; 26 – электронов.
Схема строения атома:
Электронная формула: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
Металл средней активности, восстановитель:
Fe 0 -2 e - → Fe +2 , окисляется восстановитель
Fe 0 -3 e - → Fe +3 , окисляется восстановитель
Основные степени окисления: +2, +3
Распространённость железа
Железо – один из самых распространенных элементов в природе . В земной коре его массовая доля составляет 5,1%, по этому показателю оно уступает только кислороду, кремнию и алюминию. Много железа находится и в небесных телах, что установлено по данным спектрального анализа. В образцах лунного грунта, которые доставила автоматическая станция “Луна”, обнаружено железо в неокисленном состоянии.
Железные руды довольно широко распространены на Земле. Названия гор на Урале говорят сами за себя: Высокая, Магнитная, Железная. Агрохимики в почвах находят соединения железа. Железо входит в состав большинства горных пород. Для получения железа используют железные руды с содержанием железа 30-70% и более.
Основными железными рудами являются :
миспикель — FeAsS — содержит 34,3 % железа
Р оль железа в жизни человека и растений
Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленый цвет. Больше того, стоит белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, и вскоре смазанное место зеленеет. Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека.
Физические свойства железа
Железо – это серебристо-серый металл. Температура плавления чистого железа (99,9917 %) равна 1539 °С, кипения - 3200 °С. Удельный вес его равен 7874 кг/м 3 . Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах. Ему можно придать большую прочность и твердость методами термического и механического воздействия, например, с помощью закалки и прокатки.
Различают химически чистое и технически чистое железо. Технически чистое железо, по сути, представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0,02 -0,04% углерода, а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше. Химически чистое железо содержит менее 0,01% примесей. Химически чистое железо – серебристо-серый, блестящий, по внешнему виду очень похожий на платину металл. Химически чистое железо устойчиво к коррозии и хорошо сопротивляется действию кислот. Однако ничтожные доли примесей лишают его этих драгоценный свойств.
Аллотропия железа
Понятие аллотропия (от греч. allos - другой и tropos - направление) означает существование одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ. Аллотропия может быть результатом образования молекул с различным числом атомов (например, кислород О 2 и озон О 3 ) или различных кристаллических форм (например, углерод образует графит и алмаз). Таким образом, различные кристаллические формы железа называют полиморфными или аллотропическими модификациями.
Особенно важным свойством железа является его аллотропия, т.е. наличие нескольких кристаллических модификаций, что дает возможность упрочнять сплавы на основе железа.
Получение железа
Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II), а также водородом:
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.
Fe 2 O 3 + 2 AI = AI 2 O 3 + 2 Fe
Получение железа.wmv
Химические свойства железа
1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):
2) Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину - оксид железа (II,III) - вещество чёрного цвета:
Взаимодействие железа с кислородом
горение железа.wmv
3) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:
4) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:
5) Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах при обычных условиях:
6) В концентрированных кислотах – окислителях железо растворяется только при нагревании. На холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо!
Взаимодействие железа с концентрированными кислотами
Безводная серная и азотная кисло ты пассивируют железо, не реагируют с ним. Однако концентрированные растворы этих кислот растворяют железо.
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.
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.
7) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.
Железо и его соединения.mp4
Кроссенс – это ассоциативная головоломка.
Читайте также: