Реферат: Железо
Концентрированная азотная кислота пассивирует железо.
Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu, Fe0 + Cu2+ = Fe2+ + Cu0 .
Соединения железа (II)
Оксид железа (II) FeO – черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Оксид железа (II) получают восстановлением оксида железа(II,III) оксидом углерода (II):
Fe3 O4 + CO = 3FeO + CO2 .
Оксид железа (II) – основной оксид, легко реагирует с кислотами, при этом образуются соли железа(II):
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2 O, FeO + 2H+ = Fe2+ + H2 O.
Гидроксид железа (II) Fe(OH)2 – порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солей железа (II) при взаимодействии их со щелочами:
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 ¯ + Na2 SO4 ,
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 ¯.
Гидроксид железа () Fe(OH)2 проявляет свойства основания, легко реагирует с кислотами:
Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2 O,
Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2 O.
При нагревании гидроксид железа (II) разлагается:
Fe(OH)2 = FeO + H2 O.
Соединения со степенью окисления железа +2 проявляют восстановительные свойства , так как Fe2+ легко окисляются до Fe+3 :
Fe+2 – 1e = Fe+3
Так, свежеполученный зеленоватый осадок Fe(OH)2 на воздухе очень быстро изменяет окраску – буреет. Изменение окраски объясняется окислением Fe(OH)2 в Fe(OH)3 кислородом воздуха:
4Fe+2 (OH)2 + O2 + 2H2 O = 4Fe+3 (OH)3 .
Восстановительные свойства проявляют и соли двухвалентного железа, особенно при действии окислителей в кислотной среде. Например, сульфат железа (II) восстанавливает перманганат калия в сернокислотной среде до сульфата марганца (II):
10Fe+2 SO4 + 2KMn+7 O4 + 8H2 SO4 = 5Fe+3 2 (SO4 )3 + 2Mn+2 SO4 + K2 SO4 + 8H2 O.
Качественная реакция на катион железа (II).
Реактивом для определения катиона железа Fe2+ является гексациано (III) феррат калия (красная кровяная соль) K3[Fe(CN)6 ]:
3FeSO4 + 2K3 [Fe(CN)6 ] = Fe3 [Fe(CN)6 ]2 ¯ + 3K2 SO4 .
При взаимодействии ионов [Fe(CN)6 ]3 - с катионами железа Fe2+ образуется темно-синий осадок – турнбулева синь:
3Fe2+ +2[Fe(CN)6 ]3- = Fe3 [Fe(CN)6 ]2 ¯
Соединения железа (III)
Оксид железа (III) Fe2 O3 – порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают:
А) разложением гидроксида железа (III):
2Fe(OH)3 = Fe2 O3 + 3H2 O
Б) окислением пирита (FeS2 ):
4Fe+2 S2 -1 + 11O2 0 = 2Fe2 +3 O3 + 8S+4 O2 -2 .
 |
Fe+2 – 1e ® Fe+3
2S-1 – 10e ® 2S+4
O2 0 + 4e ® 2O-2 11e
Оксид железа (III) проявляет амфотерные свойства:
А) взаимодействует с твердыми щелочами NaOH и KOH и с карбонатами натрия и калия при высокой температуре:
Fe2 O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2 O,
Fe2 O3 + 2OH- = 2FeO2- + H2 O,
Fe2 O3 + Na2 CO3 = 2NaFeO2 + CO2 .
Феррит натрия
Гидроксид железа (III) получают из солей железа (III) при взаимодействии их со щелочами:
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 ¯ + 3NaCl,
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 ¯.
Гидроксид железа (III) является более слабым основанием, чем Fe(OH)2 , и проявляет амфотерные свойства (с преобладанием основных). При взаимодействии с разбавленными кислотами Fe(OH)3 легко образует соответствующие соли:
Fe(OH)3 + 3HCl « FeCl3 + H2 O
2Fe(OH)3 + 3H2 SO4 « Fe2 (SO4 )3 + 6H2 O
Fe(OH)3 + 3H+ « Fe3+ + 3H2 O
Реакции с концентрированными растворами щелочей протекают лишь при длительном нагревании. При этом получаются устойчивые гидрокомплексы с координационным числом 4 или 6:
Fe(OH)3 + NaOH = Na[Fe(OH)4 ],
Fe(OH)3 + OH- = [Fe(OH)4]- ,
Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3 [Fe(OH)6 ],