☰ Содержание · Химия

Соединения железа. Чугун

Уроки 37–38 · 2 урока · И.Р. Аскаров, К. Гопиров, Н.Х. Тухтабоев. Химия, 9 класс, переработанное 4-е издание. НМИУ «O‘zbekiston», Ташкент, 2019
37

Важнейшие соединения железа и их применение

Учебник: с. 162–164
ЦельЗнать соединения железа в степенях окисления +2 и +3 (оксиды, гидроксиды, соли), качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ и их применение.
Новые слова
гидроксид железа(II) · temir(II) gidroksidжелезный купорос · temir kuporosiроданид (тиоцианат) · rodanidберлинская лазурь · berlin lazuri
Объяснение

Железо образует три оксида: FeO (чёрный, основный), Fe₂O₃ (красно-бурый, преимущественно основный, очень слабо амфотерный) и смешанный оксид Fe₃O₄ (FeO·Fe₂O₃, магнетит). Соли Fe²⁺ получают действием кислоты на железо: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑; соли Fe³⁺ — окислением железа Cl₂ или концентрированными кислотами: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃. Гидроксиды осаждаются щёлочью: FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + 2NaCl (бледно-зелёный/белый, на воздухе быстро буреющий: 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃) и FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl (бурый); при нагревании 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O. Fe(OH)₂ — основание, а Fe(OH)₃ преимущественно основный (очень слабо амфотерный); оба растворяются в кислотах: Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O. Fe³⁺ можно восстановить до Fe²⁺ железом: 2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂. Качественные реакции: Fe³⁺ + жёлтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆] → тёмно-синий осадок (берлинская лазурь); Fe³⁺ + роданид (KNCS) → кроваво-красный раствор Fe(NCS)₃; Fe²⁺ + красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆] → синий осадок (турнбулева синь). Железный купорос FeSO₄·7H₂O применяют против сельскохозяйственных вредителей и для производства пигментов; FeCl₃ и Fe₂(SO₄)₃ — для очистки воды и в текстильной промышленности. Железо входит в состав гемоглобина, переносящего кислород в крови, поэтому достаточное количество железа должно поступать с пищей (мясо, печень, гранат, овощи); препараты железа принимайте только по совету врача.

Примеры
FeSO₄·7H₂O: M = 152 + 126 = 278 г/моль. 556 г купороса содержат 2 моль, то есть 304 г безводного FeSO₄.
2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O: 214 г Fe(OH)₃ (2 моль, M = 107) дают 160 г Fe₂O₃.
Работа в классе

Демонстрации учителя: FeCl₃ + KNCS (кроваво-красная окраска), FeCl₃ + NaOH (бурый осадок), FeSO₄ + NaOH (изменение цвета осадка). Составьте таблицу наблюдений: «Ион», «Реагент», «Наблюдаемое изменение». С цианидными комплексами и роданидами работает только учитель; никогда не смешивайте их с кислотами.

Упражнения
1
Как отличить ионы Fe²⁺ и Fe³⁺?
2
Сколько граммов безводного FeSO₄ содержится в 556 г FeSO₄·7H₂O? (M(FeSO₄·7H₂O) = 278, M(FeSO₄) = 152)
3
Почему осадок Fe(OH)₂ буреет на воздухе? Запишите уравнение.
4
Почему раствор FeCl₃ с железными опилками медленно теряет жёлто-бурую окраску и становится зеленоватым?