Материалы к уроку "Железо и его соединения" курса по выбору "Трудные вопросы химии"

Материалы к УРОКу курса «трудные вопросы химии» В 11 КЛАССЕ

Тема:   Химические свойства железа и его соединений.

(Совершенствование   навыков   решения заданий ЕГЭ)

Форма урока: Практикум по подготовке к  ЕГЭ.

Трудные реакции

Соединения железа

                               + H₂SO_{4 (конц),}   +HNO_3(конц),  +HNO_3(разб)                                +S, I₂,  + р-ры кислот и солей

          Fe³⁺                                                             Fe                                                                              Fe²⁺

                                  + Сl₂,  + Br₂ 

                                                                                                         + O2      + H₂O

                            Fe₃O₄          (Fe₂O₃^. FeO)                             

Валентность железа (III)                            

2Fe + 6H₂SO_{4 (конц)} =^t Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ +6H₂O                      2Fe + 3Сl₂  = 2FeCl₃

Fe + 6HNO_3(конц)=^t Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O                          2Fe + 3Br₂  = 2FeBr₃

Fe + 4HNO_3(разб)= Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O                             

Валентность железа (II)                                 

Fe + 2HCl_(разб) = FeCl₂ + H₂ ↑                                                                         Fe + S = FeS

Fe + 2HCl_(конц) = FeCl₂ + H₂ ↑                                                                       Fe + I₂  = FeI₂

Fe + H₂SO_{4 (разб)} = FeSO₄ + H₂ ↑                                                             

Fe + СuSO₄  = FeSO₄ + Cu↓                                              

2FeCl₃   + Сu =  2FeCl₂  + CuСl₂          !!!               

Валентность железа (II  и  III)

3Fe+ 2O₂ =^t Fe₃O₄                     3Fe+ 4H₂O =^t Fe₃O₄ +4H₂↑                   Fe₃O₄+8HCl = 2FeCl₃ + FeCl₂  +4H₂O

Особенности свойств  соединений железа

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ =^t_cплвл. 2NaFeO₂ + CO₂↑                                                                            Fe₃O₄ + Fe =^t 4FeO                 

Fe₂O₃ + 2NaOH =^t_cплвл. 2NaFeO₂ + H₂O                                                     Fe₂O₃ + Fe =^t 3FeO

2Fe(OH)₃ + 10NaOH + 3Cl₂ = 2Na₂FeO₄ + 6NaCl + 8H₂O                   4Fe(OH)_{2(серо-зеленый)} + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃↓_(бурый)

4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

FeS₂ - серный колчедан (пирит) – сырьё для производства H₂SO₄

ОВР с участием сульфидов, йодидов и сульфитов с соединениями железа(III)

 2FeCl₃ + 6KI = 2FeI₂ + I₂↓ + 6KCl                               2FeCl₃ + Na₂SO₃   + H₂O  = 2FeСl₂ + Na₂SO₄ + 2НCl

Fe₂O₃ + 6HI =  2FeI₂ + I₂↓ + 3H₂O                                Fe₂(SO₄)₃+ Na₂SO₃   + H₂O  = 2FeSO₄ + Na₂SO₄  + Н₂SO₄    

2FeCl₃ + 3Н₂S = 2FeСl₂ + S↓ + 2НCl

2FeCl₃ + 3Na₂S = 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl

Fe₂(SO₄)₃+ 3K₂S =2FeS↓+ S↓+ 3K₂SO₄    

Задания из реальных КИМов:

Порошок железа прореагировал с бромом. Полученную соль поместили в раствор карбоната калия. Выпавший осадок отделили, а оставшийся раствор подвергли электролизу. Простое вещество, выделившееся на аноде, поместили в горячий раствор гидроксида калия.

Сульфид железа(II) поместили в концентрированный раствор азотной кислоты, при этом образовалась соль, кислота и бурый газ. Получившуюся соль выделили, растворили в воде и к полученному раствору добавили раствор гидрокарбоната калия. Полученная в результате первой реакции кислота прореагировала с раствором силиката калия, a образовавшийся бурый газ пропустили через хлорную воду.

Нитрат железа(II) прокалили. Полученный твёрдый остаток растворили в иодоводородной кислоте. Образовавшуюся соль поместили в раствор азотной кислоты. В результате реакции получили окрашенное простое вещество и бесцветный газообразный оксид. Простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору соли прилили раствор карбоната калия.

Кремний растворили в растворе гидроксида натрия. Образовавшееся газообразное вещество при нагревании пропустили через железную окалину. Получившееся простое вещество сожгли в хлоре. Полученную соль добавили к раствору карбоната калия.

Нитрат железа(II) прокалили. Полученное вещество бурого цвета сплавили с твёрдым гидроксидом калия. Образовавшееся твёрдое вещество растворили в необходимом количестве соляной кислоты. Через получившийся раствор пропустили аммиак.

Через раствор силиката калия пропустили углекислый газ. Полученный при этом осадок отделили, а оставшийся раствор смешали с раствором сульфата железа(III), в результате чего выпал бурый осадок и образовался газ. Осадок отделили и прокалили. Образовавшийся твёрдый остаток сплавили с карбонатом натрия.

Железную окалину растворили в разбавленной серной кислоте. Полученный подкисленный раствор обработали дихроматом калия. Полученное соединение хрома выделили и поместили в раствор карбоната натрия. Образовавшийся осадок отделили и нагрели с хлоратом калия и гидроксидом калия.

Железную окалину растворили в разбавленной серной кислоте. В полученный раствор добавили раствор иодида калия. Одна из полученных при этом солей, не содержащая в своём составе атомов кислорода, прореагировала с концентрированным раствором азотной кислоты. Образовавшееся простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору соли добавили раствор карбоната калия.

Нитрат железа(III) прокалили. Полученный твёрдый остаток поместили в раствор

иодоводородной кислоты. Образовавшуюся соль железа поместили в концентрированный

раствор серной кислоты, при этом происходило образование окрашенного простого вещества

и выделение газа с резким запахом. Простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору, не

содержащему избытка кислоты, прилили раствор карбоната натрия.