Тренажер по теме Железо

Железо.    

1.Состав, строение:

А) молекулярная формула: Fe

Б) структурная формула:

В) электронная формула:

Г) химическая связь: металлическая

Д) кристаллическая решетка: металлическая, объёмно-центрированная или гранецентрированная.

2.Получение:

1.Железо в промышленности получают из железной руды, гематита Fe₂O₃  или магнетита (Fe₃O₄или FeO·Fe₂O₃).

Один из основных способов производства железа – доменный процесс. В печи кокс окисляется до оксида углерода (II):

2C   +  O₂   →  2CO р. соединения

Затем нагретый угарный газ восстанавливает оксид железа (III):

3CO   +  Fe₂O₃    →   3CO₂    +   2Fe

                                оксид   железо

                  углерода (IV)

р.окислительно-восстановительная

2. Также железо получают прямым восстановлением из оксида водородом:

Fe₂O₃    +   3H₂   →    2Fe      +    3H₂O

                               железо      вода

р. окислительно-восстановительная.

3. Еще один способ получения железа в промышленности – электролиз растворов солей железа.

3.Физические свойства:

А) цвет: серебристо-белый

Б) твердость: высокая ковкость

В) плотность: тяжелый 7,874 г/см³

Г) температура плавления: тугоплавкий, температура плавления 1538^о

4.Химические свойства.

Железо  –  восстановитель, с высокой химической активностью.

1. При обычных условиях железо малоактивно, но при нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии, оно становится активным и реагирует почти со всеми неметаллами.

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

2Fe  +  3Cl₂  → 2FeCl_{3 р. соединения}

           железо       хлор      хлорид железа (III)

Менее активный йод окисляет железо до степени окисления +2:

Fe  +  I₂  →  FeI_{2   р. соединения}

           железо     иод     иодид железа (II)

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

Fe  +  S   →  FeS   р. соединения

         железо     сера     сульфид железа (II)

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

Fe  +  P   →   FeP    р соединения

      железо   фосфор  фосфид железа (III)

1.4. С азотом железо реагирует в специфических условиях.

1.5. Железо реагирует с углеродом и кремнием с образованием карбида и силицида.

1.6. При взаимодействии с кислородом железо образует окалину – двойной оксид железа (II, III):

3Fe  +  2O₂  →  Fe₃O_{4 р.соединения}

         железо   кислород   железная окалина

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

2Fe  +  O₂  →  2FeO р. соединения

          железо     кислород  оксид железа (II)

2. Железо взаимодействует со сложными веществами.

2.1. При обычных условиях железо с водой практически не реагирует. Раскаленное железо может вступать в реакцию при температуре 700-900^оС с водяным паром:

3Fe⁰ + 4H₂⁺O  →  Fe⁺³₃O₄ + 4H₂⁰ 

         железо    вода        железная     водород

                                         окалина

р. окислительно-восстановительная

В воде в присутствии кислорода или во влажном воздухе железо медленно окисляется (корродирует):

4Fe  +  3O₂   +   6H₂O    →   4Fe(OH)_{3 р. соединения}

железо  кислород  вода        гидроксид железа (III)

2.2. Железо взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль железа со степенью окисления +2 и водород.

Например, железо бурно реагирует с соляной кислотой:

Fe + 2HCl   →   FeCl₂  +  H₂↑ р. замещения

железо  соляная    хлорид   водород

               кислота  железа (II)

2.3. 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:

2Fe + 6H₂SO_4(конц.)   →  Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

железо  серная               сульфат         оксид  вода

              кислота            железа (III)     серы  (IV)

Р. окислительно-восстановительная

5. Применение:

Тема: Железо.

Задание: расскажи соседу по парте про железо по следующему плану:

1)      Состав, строение;

2)      Получение;

3)      Физические свойства;

4)      Химические свойства;

5)      Применение (объясни свойствами вещества).