☰ Содержание · Химия

Железо

Уроки 36 · 1 урок · И.Р. Аскаров, К. Гопиров, Н.Х. Тухтабоев. Химия, 9 класс, переработанное 4-е издание. НМИУ «O‘zbekiston», Ташкент, 2019
36

Железо

Учебник: с. 158–161
ЦельЗнать положение железа в периодической таблице, строение его атома, нахождение в природе, получение, физические и химические свойства.
Новые слова
железо · temirмагнетит · magnetitокалина · temir kuyindisiпассивация · passivlanish
Объяснение

Железо находится в 4-м периоде, VIII B группе (семейство d-элементов), Z = 26, конфигурация [Ar] 3d⁶ 4s²; в соединениях проявляет степени окисления +2 и +3: сначала оно теряет два 4s-электрона, затем один 3d-электрон. После алюминия это самый распространённый металл в земной коре (примерно 4–5 %); его минералы — магнетит Fe₃O₄, гематит Fe₂O₃, лимонит, сидерит FeCO₃ и пирит FeS₂. Железо получают из его оксидов восстановлением оксидом углерода, водородом или алюминием: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Это серебристый, мягкий, ковкий металл, притягивающийся магнитом (температура плавления 1539 °C, плотность около 7,87 г/см³). При нагревании на воздухе оно образует окалину: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄; с серой Fe + S → FeS, с хлором 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (с Cl₂ железо даёт +3, с S +2). Поскольку оно стоит до водорода в ряду активности, оно вытесняет водород из разбавленных кислот с образованием солей Fe²⁺: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑; оно вытесняет менее активный металл из раствора соли: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Холодные концентрированные H₂SO₄ и HNO₃ пассивируют железо, поэтому их перевозят в железных ёмкостях. Во влажном воздухе железо ржавеет: 4Fe + 6H₂O + 3O₂ → 4Fe(OH)₃.

Примеры
Fe + S → FeS: 56 г (1 моль) Fe дают 88 г FeS; 112 г Fe дают 176 г FeS.
В гематите Fe₂O₃ (M = 160) доля железа равна 112/160 = 0,7, то есть 70 %.
Работа в классе

Безопасное наблюдение: с помощью магнита отделите железные опилки от песка или муки; на уроке несколько дней наблюдайте за железными гвоздями в чистой воде, в солёной воде и смазанными маслом и запишите, где ржавчина появляется быстрее всего. Горение железа в кислороде или проверку его кислотами проводит только учитель; не проводите таких опытов дома.

Упражнения
1
Запишите электронную конфигурацию железа и объясните, почему оно проявляет степени окисления +2 и +3.
2
Сколько граммов Fe получается при восстановлении 320 г Fe₂O₃ оксидом CO? (M(Fe₂O₃) = 160, A(Fe) = 56)
3
Сколько граммов H₂ выделяется при растворении 168 г Fe в разбавленной HCl? (A(Fe) = 56)
4
Почему концентрированную H₂SO₄ можно перевозить в железных цистернах?