Конспект железо в природе

Обновлено: 05.07.2024

Тип урока: изучение нового материала.

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности: словесный, наглядный, метод самостоятельной исследовательской работы (работа в парах).

Оборудование:

  1. Компьютерная презентация (Приложение 1);
  2. Реактивы: хлорид железа(III), сульфат железа(II), гидроксид натрия, сульфат меди, соляная кислота, порошок железа.
  3. карточки с заданием для самостоятельной работы.

Ход занятия

1. Вводная часть

А. Проверка и контроль знаний:

Дописать уравнения реакций – 2 ученика у доски.

1 УЧЕНИК

2 УЧЕНИК

Класс: решить цепочку превращений

Проверка по слайдам № 2,3,4.

В. Выход на тему урока:

На последних уроках мы с вами изучали различные группы металлов: щелочные, щелочноземельные, алюминий.

Прочитайте отрывок и скажите, о каком металле в нём говорится?

Впишите пропущенные слова (работа на индивидуальных карточках)

……………..в переводе с шумерского языка – это металл, “капнувший с неба, небесный”. Первое ………. с которым столкнулось человечество, было ……………… .из метеоритов. Впервые доказал, что “………….. камни падают с неба”, в 1775 г. русский ученый П.С. Палас, который привез в Петербург глыбу самородного …………… метеорита весом 600 кг. Самым крупным ………….. метеоритом является найденный в 1920 г. в Юго-Западной Африке метеорит “Гоба” весом около 60 т. Вспомним гробницу Тутанхамона: золото, золото. Великолепная работа восхищает, блеск слепит глаза. Но вот что пишет К.Керрам в книге “Боги, гробницы, ученые” о маленьком ……………. амулете Тутанхамона: “Амулет относится к числу наиболее ранних изделий Египта, и в гробнице, наполненной чуть ли не до отказа золотом, именно эта скромная находка имела наибольшую с точки зрения истории культуры ценность”. Всего несколько ………….. изделий было найдено в гробнице фараона, среди них …………… амулет бога Гора, небольшой кинжальчик с …………… клинком и золотой рукояткой, маленькая …………… скамеечка “Урс”.

Записываем тему урока: (Cлайд №5) (Приложение 1)

Железо. Нахождение в природе. Свойства железа.

Кто мне скажет, а так ли необходимо нам с вами изучать этот элемент?

Презентация – о роли железа в живых организмах и технике.

2. Изучение нового материала (Слайд №6)

Изучение металлов мы с вами проводим по плану:

  1. Строение атома.
  2. Нахождение в природе.
  3. Физические свойства.
  4. Химические свойства.

1). Строение атома.

Выясняем положение железа в ПСХЭМ, учащиеся записывают схему строения атома железа, проверяют правильность записи по слайду. Формулируем вывод о свойствах железа на основе строения атома.

  • Fe (железо)
  • Порядковый номер: 26
  • Период: IV
    Группа: VIII
    Подгруппа: побочная
    Электронное строение атома:
    2е 8е 14е 2е(Слайд №7)

Предположите, какие степени окисления характерны для железа: (Слайд №8)

Лабораторный опыт 1. (Приложение 3)

У вас в пробирках две соли железа, прилейте к ним небольшое количество гидроксида натрия. ( NaOH)

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Тема урока: Железо. Нахождение в природе. Свойства железа

Образовательные: сформировать понятие о железе как химическом элементе и простом веществе. представление о физических и химических свойствах железа в зависимости от проявляемой им степени окисления и природы окислителя;

Развивающие: развивать теоретическое мышление учащихся и их умения прогнозировать свойства вещества, опираясь на знания о его строении;развивать способности проводить анализ, сравнивать и обобщать.

Воспитательные: воспитывать коммуникативные навыки, формировать научное мировоззрение, интерес к предмету, поддерживать устойчивую мотивацию к изучению химии на основании положительного эмоционального восприятия предмета и использования ИКТ – технологии.

Задачи урока:

актуализировать знания учащихся по теме: “Строение атома”;

организовать коллективную работу учащихся от постановки учебной задачи до конечного результата;

рассмотреть свойства железа;

организовать самостоятельную исследовательскую работу в парах по изучению качественных реакций на соединения железа.

Планируемые результаты обучения.

- учащиеся должны знать положение химического элемента железа в ПСХЭ, уметь характеризовать свойства атома на основании положения в ПСХЭ, особенности строения атома железа;

- уметь объяснять химические реакции, протекающие между простым веществом железом и простыми и сложными веществами;

- уметь записывать ОВР, указывать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления;

- знать общие физические свойства, области применения и биологическую роль железа.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности: словесный, наглядный, метод самостоятельной исследовательской работы (работа в парах).

Оборудование: проектор, компьютер, электронная презентация, видеофрагменты, лабораторное оборудование и реактивы

I. Оргмомент

II .Мотивация

Прочитайте отрывок и скажите, о каком металле в нём говорится?

Впишите пропущенные слова (работа на индивидуальных карточках)

……………..в переводе с шумерского языка – это металл, “капнувший с неба, небесный”. Первое ………. с которым столкнулось человечество, было ……………… .из метеоритов. Впервые доказал, что “………….. камни падают с неба”, в 1775 г. русский ученый П.С. Палас, который привез в Петербург глыбу самородного …………… метеорита весом 600 кг. Самым крупным ………….. метеоритом является найденный в 1920 г. в Юго-Западной Африке метеорит “Гоба” весом около 60 т. Вспомним гробницу Тутанхамона: золото, золото. Великолепная работа восхищает, блеск слепит глаза. Но вот что пишет К.Керрам в книге “Боги, гробницы, ученые” о маленьком ……………. амулете Тутанхамона: “Амулет относится к числу наиболее ранних изделий Египта, и в гробнице, наполненной чуть ли не до отказа золотом, именно эта скромная находка имела наибольшую с точки зрения истории культуры ценность”. Всего несколько ………….. изделий было найдено в гробнице фараона, среди них …………… амулет бога Гора, небольшой кинжальчик с …………… клинком и золотой рукояткой, маленькая …………… скамеечка “Урс”.

Учитель: Железо было известно еще в доисторические времена, но широкое применение получило гораздо позже, т.к. в чистом виде его в природе встречается очень редко, а получение его из руды стало возможным гораздо позже. Железо один из важнейших металлов в настоящее время. Одновременно это и оружие войны и средства мирного производства. Поэтому, сегодня речь пойдет о железе.

III. Изучение нового материала

1.Самостоятельная работа с учебником, дополнения учителя

Характеристика по плану:

1.Положение железа в ПСХЭ (период, ряд, группа, подгруппа, порядковый номер)

2.Атомное строение (число электронов, протонов , нейтронов, относительная атомная масса)

3.Электронные слои, распределение электронов по слоям, электронная конфигурация,возможные валентности и степени окисления

4.Распространенность железа в природе, его роль

1-3. 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 -2e - →Fe +2 , окисляется восстановитель, Fe 0 -3e - →Fe +3 , окисляется восстановитель. Основные степени окисления: +2, +3

4. 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: магнетит (магнитный железняк) – Fe3O4 содержит 72% железа, месторождения встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии. Гематит (железный блеск, кровавик)– Fe2O3 содержит до 65% железа, такие месторождения встречаются в Криворожском районе. Лимонит (бурый железняк) – Fe2O3*nH2O содержит до 60% железа, месторождения встречаются в Крыму:Пирит (серный колчедан, железный колчедан, кошачье золото) – FeS2 содержит примерно 47% железа, месторождения встречаются на Урале.

Роль железа в жизни человека и растений

5. Физические свойства железа.

Железо – это серебристо-белый металл с температурой плавления 1539 о С. 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.

Получение железа –рассказ учителя с демонстрацией видео опыта

Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II), а также водородом:

1)FeO + C = Fe + CO 2) Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 3)Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Химические свойства железа-беседа,составление учащимися уравнений химических реакций,просмотр видеоопытов

Как элемент побочной подгруппы железо может проявлять несколько степеней окисления. Мы рассмотрим только соединения, в которых железо проявляет степени окисления +2 и +3. Таким образом, можно говорить, что у железа имеется два ряда соединений, в которых оно двух- и трехвалентно.

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:

C кислородом во влажном воздухе образуется Fe2O3*nH2O

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!

7) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

8) Качественные реакции на Железо (II),Железо (III)-практическая работа в парах, обсуждение результатов

У вас в пробирках две соли железа, прилейте к ним небольшое количество гидроксида натрия. ( NaOH)

Отметьте цвет полученных веществ.

Исследуемое вещество

Цвет раствора до реакции

Цвет раствора после реакции

IV.Закрепление материала

Задания для закрепления –работа уч-ся у доски

№1. Составьте уравнения реакций получения железа из его оксидов Fe2O3 и Fe3O4 , используя в качестве восстановителя:
а) водород;
б) алюминий;
в) оксид углерода (II).
Для каждой реакции составьте электронный баланс.

V.Подведение итогов,рефлексия

1. Осуществите превращения по схеме:
Fe2O3 -> Fe - +H2O, t -> X - +CO, t -> Y - +HCl -> Z
Назовите продукты X, Y, Z?

Цель: на основе уже имеющихся общих знаний о металлах дать учащимся представление о железе, как химическом элементе побочной подгруппы. Рассмотреть важнейшие физические и химические свойства железа, его биологическую роль и применение.

Обучающие: формирование знаний учащихся о железе, как элементе побочной подгруппы, понятия о взаимосвязи строения атома со свойствами (физическими и химическими).

Развивающие: развитие умений исследовательской деятельности, умения добывать информацию из различных источников, сравнивать, обобщать, делать выводы.

Воспитывающие: продолжить воспитание положительной мотивации к предмету, правильной самооценки, чувства ответственности, убедить в необходимости привлечения средств химии к пониманию процессов, происходящих в окружающем мире.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, мультимедийная презентация, периодическая таблица Д. И. Менделеева, таблица растворимости веществ, ряд активности металлов, штатив с пробирками

Реактивы: железо (порошок, кнопки, растворы HCI, H2SO4, CuSO4,

Тип урока : урок изучения нового материала.

Методы и приемы обучения:

Проблемные, наглядные, объяснительно – иллюстративные, игровые, химический эксперимент.

Основные этапы урока :

1. Какой раздел вы изучаете?

2. Какие металлы вы уже изучили?

3. Какой металл самый легкий?

4. Какой металл самый тяжелый?

5. Самый распространенный на Земле металл.

6. Если бы существовал приз за активность, то атомам какого металла его присудили бы?

7. Какой драгоценный металл является одним из самых лучших катализаторов для различных химических процессов?

8. Какие металлы можно расплавить на ладони?

(Галлий, цезий.)

9. Без какого элемента-металла невозможна фотография?

Сегодня на уроке мы продолжим изучение этой большой и важной темы, и познакомимся ещё с одним, таким знакомым и одновременно незнакомым для вас металлом. Без знаний об этом металле не обходятся люди многих профессий: врачи, фармацевты, биологи, химики, физики, минерологи, геологи, агрономы, ветеринары, инженеры, повара, и список этот можно продолжать до бесконечности. О каком металле пойдёт речь сегодня на уроке вы унаете, отгадав загадку.

Очень древний я металл,

Счёт столетьям потерял.

Был нескромным я не в меру,

Тысячи лет до нашей эры.

А за блеск, мерцавший холодом,

Люди там платили золотом!

Я давно в названии века,

В организме человека.

Называют мной характер,

Из меня почти весь трактор.

Очень в яблоке полезно,

И зовут меня … (Железо).

Давайте вместе попробуем сформулировать тему урока, цель нашего урока и составим план, по которому мы будем изучать данный металл.

План урока :

История открытия железа

Положение в ПСХЭ

Нахождение в природе

Физические свойства

Химические свойства

Применение.

Отправляемся в путешествие за знаниями об этом удивительном веществе.

Самостоятельная работа с ПСХЭ и тетрадью:

- Положите перед собой ПСХЭ Д. И. Менделеева.

- Под каким порядковым номером расположен х/э железо?

- Охарактеризуйте друг другу положение х/э железа в ПСХЭ Д. И. Менделеева.

Особенности строения атома железа :

- Чем отличается положение железа от положения раннее изученных металлов?

Давайте посмотрим, как это влияет на строение атома: как и положено элементу 4-ого периода, атомы железа имеют 4 энергетических уровня, но заполняется у них не последний, а предпоследний уровень. На последнем уровне так и остаётся 2 электрона. На предпоследнем уровне, который может вместить 18 электронов, у атома железа находится 14 электронов.

Следовательно, распределение электронов по уровням в атоме железа :

Электронная формула атома железа : 2е, 8е, 14е, 2е.

Поэтому железо относится к д-элементам.

Особенностью электронного строения элементов побочных подгрупп является заполнение электронами не последнего, а предпоследнего уровня.

А теперь, глядя на распределение электронов по энергетическим уровням, предположите возможные степени окисления железа.

? Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют атомы железа?

! Подобно всем металлам, атомы железа проявляют восстановительные свойства.

? Какую степень окисления при этом будет проявлять железо?

Пояснения учителя: Железо – такой же восстановитель, как и другие металлы, однако, атомы железа при окислении отдают не только электроны последнего уровня, приобретая степень окисления +2, но способны к отдаче 1 электрона с предпоследнего уровня, принимая при этом степень окисления +3.

По запасам в земной коре железо занимает 4 место среди всех элементов после O, Si, Al, 2-е среди металлов. Его содержание в земной коре около 5 %

А теперь, используя знания географии, давайте вспомним важнейшие минералы или руды железа.

Таблица 1. Важнейшие руды и минералы, содержащие железо.

Название минералов Химическая формула Содержание

Fe (%) Важнейшие месторождения

Магнетит (магнитный железняк) Fe3O4 до 72 Южный Урал (Магнитогорск, Курская магнитная аномалия)

Гематит (красный железняк) Fe2O3 до 65 Криворожский район (Украина)

Лимонит (бурый железняк) 2Fe2O3. 3H2O до 60 Крым (Керченские месторождения)

Сидерит (железный шпат) FeCO3 до 10 г. Братск

Пирит (железный колчедан) FeS2 до 47 Урал

Все рассмотренные руды железа, кроме железного колчедана, используются в черной металлургии для получения чугуна и стали. А железный колчедан применяется для производства серной кислоты.

Вывод: железо в природе находится в виде соединений : руд и минералов, а самородное железо встречается очень редко. Наша страна занимает 1 место по запасам железных руд.

Производство железа из руд началось в конце 1 тысячелетия до н. э. Бронзовый век сменился железным только тогда, когда человечество смогло поднять температуру пламени в печах до 1539 С – температура плавления железа. Металлическое железо выплавляли путем нагревания руды с древесным углем при высокой температуре.

2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2

Промышленное получение железа и его сплавов осуществляют в доменных печах.

Чугун и сталь – сплавы, основу которых составляет железо. Чугун получают из железной руды в доменных печах. Самая большая домна в Череповце. Это башня высотой с девятиэтажный дом.

Рассмотрите образец выданного вам металла, а также, прочитав 3 абзац на стр. 76 параграфа 14, опишите его физические свойства.

Физические свойства железа : Это серебристо-белый блестящий металл. Пластичный. Температура плавления 1539оС. Обладает способностью намагничиваться (демонстрация). Способен образовывать сплавы (чугуны и стали).

Чугун – сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5 % процентов углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу. Чугун значительно твёрже железа, хрупкий, не куётся а при ударе ломается.

Сталь – сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода. Это очень твёрдый и прочный сплав.

S, HCl, H2SO4, Cu2+ N2, Cl2, HNO3р O2, H2O

Железо дает два ряда соединений, соответствующих степени окисления +2, +3. Степень окисления Fe зависит от окислительной способности реагирующего вещества. У сильных окислителей железо принимает степень окисления +3, у более слабых +2.

1. 3Fe + 2О2 = Fe2О3 FeО (Fe3О4) Образуется смесь двух оксидов железная окалина.

2. 2Fe + Cl2 = 2FeCl3

На основе знаний о химических свойствах металлов вы предположили, что железо взаимодействует с кислотами и солями.

Но народная мудрость гласит: …доверяй, но проверяй; или лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Поэтому я вам предлагаю провести химический эксперимент по исследованию взаимодействия железа с кислотами и солями. Для этого у вас на столах есть необходимое оборудование, реактивы и инструктивные карты (приложение 1)

4. Fe + 2HCl = 2FeCl2 + H2

5. Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

? Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо (Что это означает)

! Образуют на поверхности металла плотную, прочную оксидную плёнку

6. Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

Со всеми ли выданными вам веществами прореагировало железо?

Почему оно не вступило в реакцию с сульфатом алюминия?

На основании рассмотренных свойств какой можно сделать вывод?

Вывод: железо – восстановитель. Образует два ряда соединений: Fe+2 и Fe+3.

Какова роль железа в жизни человека и растений?

В организме человека содержится около 5г железа. Около 70% железа сосредоточена в гемоглобине крови, который осуществляет перенос кислорода от органов дыхания ко всем другим органам и тканям.

Суточная потребность в железе составляет 0,02г. При недостатке железа развивается заболевание – анемия. Источник железа – это пища (самый богатый – печень, а также мясо, сухофрукты, зелёные листовые овощи, хлеб и мучные продукты). 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. Если белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, то вскоре смазанное место зеленеет.

Посмотрите на иллюстрации, отражающие некоторые области применения железа и назовите их.

В настоящее время железо – это основа современной техники, с/х машиностроения, транспорта. Назовите предметы изготовленные из железа (швейные иглы, скрепки, батареи, гвозди, инструменты, ножницы (хранить в сухом помещении). Соединения железа : железный купорос, хлорное железо, оксиды железа используют для приготовления красителей, лекарств, катализаторов, магнитных материалов, составов, защищающих древесину от гниения. Термит используется для сварки стальных изделий, например, железнодорожных рельсов встык). Железный купорос используется при крашении тканей, для борьбы с вредителями. Железный сурик Fe2O3, охра – применяется как пигмент для приготовления красок

Вот и подошло к концу наше путешествие.

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 -2e - →Fe +2 , окисляется восстановитель

Fe 0 -3e - →Fe +3 , окисляется восстановитель

Основные степени окисления: +2, +3

II. 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 не окисленном 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 :

магнетит (магнитный железняк) – Fe 3 O 4 содержит 72% железа, месторождения встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии:

гематит (железный блеск, кровавик)– Fe 2 O 3 содержит до 65% железа, такие месторождения встречаются в Криворожском районе:

лимонит (бурый железняк) – Fe 2 O 3 ‧nH 2 O содержит до 60% железа, месторождения встречаются в Крыму:

пирит (серный колчедан, железный колчедан, кошачье золото) – FeS 2 содержит примерно 47% железа, месторождения встречаются на Урале.

III. Роль 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.

IV. Физические свойства железа

Железо – это серебристо-белый металл с температурой плавления 1539 о С. 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.

V. Получение железа

Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II), а также водородом:

VI. Химические свойства железа

Как элемент побочной подгруппы железо может проявлять несколько степеней окисления. Мы рассмотрим только соеди­нения, в которых железо проявляет степени окисления +2 и +3. Таким образом, можно говорить, что у железа имеется два ряда соединений, в которых оно двух- и трехвалентно.

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:

При пропускании кислорода через расплавленное железо возможно образование оксида железа (II):

3) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

4) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

Железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов . При этом активные неметаллы (фтор, хлор и бром) окисляют железо до степени окисления +3:

Менее активный йод окисляет железо до степени окисления +2:

Железо реагирует с серой с образованием сульфида железа (II):

Железо реагирует с фосфором. При этом образуется бинарное соединения – фосфид железа:

С азотом железо реагирует при нагревании с образованием нитрида :

Железо реагирует с углеродом и кремнием с образованием карбида и силицида :

3Fe + C = t = Fe 3 C

5) Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах при обычных условиях:

6) В концентрированных кислотах – окислителях железо растворяется только при нагревании

При обычных условиях железо не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат железа (III) и вода:

Железо не реагирует при обычных условиях с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации . При нагревании реакция идет с образованием нитрата железа (III), оксида азота (IV) и воды:

С разбавленной азотной кислотой железо реагирует с образованием оксида азота (II):

При взаимодействии железа с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

7) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

8) Железо может реагировать с щелочными растворами или расплавами сильных окислителей. При этом железо окисляет до степени окисления +6, образуя соль (феррат)

При взаимодействии железа с расплавом нитрата калия в присутствии гидроксида калия железо окисляется до феррата калия, а азот восстанавливается либо до нитрита калия, либо до аммиака:

9) Простое вещество железо восстанавливает железо до степени окисления +2 при взаимодействии с соединениями железа +3:

VII. Качественные реакции на

VIII. Применение железа

Основная часть получаемого в мире железа используется для получения чугуна и стали — сплавов железа с углеродом и другими металлами. Чугуны содержат около 4% углерода. Стали содержат углерода менее 1,4%.

Чугуны необходимы для производства различных отли­вок — станин тяжелых машин и т.п.

Стали используются для изготовления машин, различных строительных материалов, балок, листов, проката, рельсов, инструмента и множества других изделий. Для производства различных сортов сталей применяют так называемые легиру­ющие добавки, которыми служат различные металлы: Мn, Сr, Мо и другие, улучшающие качество стали.

Читайте также: