Ионное уравнение реакции fe 2h fe h2

Химические свойства железа и его соединений, их применение

Железо — восьмой элемент четвёртого периода в таблице Менделеева. Его номер в таблице (также его называют атомным) 26, что соответствует числу протонов в ядре и электронов в электронной оболочке. Обозначается первыми двумя буквами своего латинского эквивалента — Fe (лат. Ferrum — читается как «феррум»). Железо — второй по распространённости элемент в земной коре, процентное содержание — 4,65% (самый распространённый — алюминий, Al). В самородном виде данный металл встречается достаточно редко, чаще его добывают из смешанной руды с никелем.

Какова же природа данного соединения? Железо как атом состоит из металлической кристаллической решётки, за счёт чего обеспечивается твёрдость соединений, содержащих этот элемент, и молекулярная стойкость. Именно в связи с этим данный металл — типичное твёрдое тело в отличие, например, от ртути.

Железо как простое вещество — металл серебристого цвета c типичными для этой группы элементов свойствами: ковкость, металлический блеск и пластичность. Помимо этого, железо обладает высокой реакционной активностью. О последнем свойстве свидетельствует тот факт, что железо очень быстро подвергается коррозии при наличии высокой температуры и соответствующей влажности. В чистом кислороде этот металл хорошо горит, а если раскрошить его на очень мелкие частицы, то они будут не просто гореть, а самовозгораться.

Зачастую железом мы называем не чистый металл, а его сплавы, содержащих углерод ©, например, сталь (&lt,2,14% C) и чугун (&gt,2,14% C). Также важное промышленное значение имеют сплавы, в которые добавляются легирующие металлы (никель, марганец, хром и другие), за счёт них сталь становится нержавеющей, т. е. легированной. Таким образом, исходя из этого становится понятным, какое обширное промышленное применение имеет этот металл.

Характеристика Fe

• M (молярная масса) железа — 55, 872 а. е. м. В школьной химии это значение часто округляют: M (Fe) = 56 г/моль
• Электронная конфигурация валентного уровня: 3d6 4s2. Это значит, что на четвёртом электронном s-уровне находятся 2 электрона, а на третьем d-уровне — 6. Соответственно, наиболее устойчивым состоянием, с химической точки зрения, является: изначальное (все электроны атома находятся на своих электронных орбиталях), промежуточное (два или три электрона с валентного уровня переходят на электронные орбитали окислителя), в этом случае электроны могут как бы «метаться», не зная оставаться ли им на орбитали железа или переходить на электронное облако окислителя, сильно окисленное (все электроны переходят на электронные орбитали окислителя)
• Степени окисления железа: 0, +2, +3, +6
• Температура плавления железа — 1812 K (1538,85 °C)
• Температура кипения — 3134 K (2861 °C)

Химические свойства железа

Рассмотрим подробнее особенности этого элемента.

Свойства простого вещества

• Окисление на воздухе при высокой влажности (коррозийный процесс):

4Fe+3O2+6H2O = 4Fe (OH)3 — гидроксид (гидроокись) железа (III)

• Горение железной проволоки в кислороде с образованием смешанного оксида (в нём присутствует элемент и со степенью окисления +2, и со степенью окисления +3):

3Fe+2O2 = Fe3O4 (железная окалина). Реакция возможна при нагревании до 160 ⁰C.

• Взаимодействие с водой при высокой температуре (600−700 ⁰C):

а) Реакция с галогенами (Важно! При данном взаимодействии приобретает степень окисления элемента +3)

2Fe+3Cl2 = 2FeCl3 — хлорид трёхвалентного железа

2Fe+3Br2 = 2FeBr3 — бромид железа (III)

б) Реакция с серой (Важно! При данном взаимодействии элемент имеет степень окисления +2)

Сульфид железа (III) — Fe2S3 можно получить в ходе другой реакции:

в) Образование пирита

Fe+2S = FeS2 — пирит. Обратите внимание на степень окисления элементов, составляющих данное соединение: Fe (+2), S (-1).

• Взаимодействие с солями металлов, стоящими в электрохимическом ряду активности металлов справа от Fe:

Fe+CuCl2 = FeCl2+Cu — хлорид железа (II)

• Взаимодействие с разбавленными кислотами (например, соляной и серной):

Fe+HCl = FeCl2+ H2

Обратите внимание, что в этих реакция получается железо со степенью окисления +2.

• В неразбавленных кислотах, которые являются сильнейшими окислителями, реакция возможна только при нагревании, в холодных кислотах металл пассивируется:

Fe+H2SO4 (концентрированная) = Fe2 (SO4)3+3SO2+6H2O

Fe+6HNO3 = Fe (NO3)3+3NO2+3H2O

• Амфотерные свойства железа проявляются только при взаимодействии с концентрированными щелочами:

Fe+2KOH+2H2O = K2[Fe (OH)4]+H2 — тетрагидроксиферрат (II) калия выпадает в осадок.

Процесс производства чугуна в доменной печи

• Обжиг и последующее разложение сульфидных и карбонатных руд (выделение оксидов металла):

FeS2 &gt, Fe2O3 (O2, 850 ⁰C, -SO2). Эта реакция также является первым этапом промышленного синтеза серной кислоты.

FeCO3 &gt, Fe2O3 (O2, 550−600 ⁰C, -CO2).

С (кокс)+O2 (возд.) &gt, CO2 (600−700 ⁰C)

CO2+С (кокс) &gt, 2CO (750−1000 ⁰C)

• Восстановление руды, содержащий оксид, угарным газом:

Fe2O3 &gt, Fe3O4 (CO, -CO2)

Fe3O4 &gt, FeO (CO, -CO2)

FeO &gt, Fe (CO, -CO2)

• Науглероживание железа (до 6,7%) и расплавление чугуна (t⁰плавления — 1145 ⁰C)

Fe (твёрдый)+С (кокс) &gt, чугун. Температура реакции — 900−1200 ⁰C.

В чугуне всегда присутствует в виде зёрен цементит (Fe2C) и графит.

Характеристика соединений, содержащих Fe

Изучим особенности каждого соединения отдельно.

Fe3O4

Смешанный или двойной оксид железа, имеющий в своём составе элемент со степенью окисления как +2, так и +3. Также Fe3O4 называют железной окалиной. Это соединение стойко переносит высокие температуры. Не вступает реакцию с водой, парами воды. Подвергается разложению минеральными кислотами. Может быть подвергнуто восстановлению водородом либо железом при высокой температуре. Как вы могли понять из вышеизложенной информации, является промежуточным продуктом в цепочке реакция промышленного производства чугуна.

Непосредственно же железную окалину применяют в производстве красок на минеральной основе, цветного цемента и изделий из керамики. Fe3O4 — это то, что получается при чернении и воронении стали. Получают смешанный оксид путём сгорания железа на воздухе (реакция приведена выше). Руда, содержащая оксиды, является магнетитом.

Fe2O3

Оксид железа (III), тривиальное название — красный железняк, соединение красно-коричневого цвета. Устойчиво к воздействию высоких температур. В чистом виде не образуется при окислении железа кислородом воздуха. Не вступает в реакцию с водой, образует гидраты, выпадающие в осадок. Плохо реагирует с разбавленными щелочами и кислотами. Может сплавляться с оксидами других металлов, образуя шпинели — двойные оксиды.

Красный железняк применяется в качестве сырья при промышленном получении чугуна доменным способом. Также ускоряет реакцию, то есть является катализатором, в аммиачной промышленности. Применяется в тех же областях, что и железная окалина. Плюс к этому использовался как носитель звука и картинки на магнитных лентах.

FeOH2

Гидроксид железа (II), соединение, обладающее как кислотными, так и основными свойствами, преобладают последние, то есть, является амфотерным. Вещество белого цвета, которое быстро окисляется на воздухе, «буреет», до гидроокиси железа (III). Подвержено распаду при воздействии температуры. Вступает в реакцию и со слабыми растворами кислот, и со щелочами. В воде не растворим. В реакции выступает в роли восстановителя. Является промежуточным продуктом в реакции коррозии.

Обнаружение ионов Fe2+ и Fe3+ («качественные» реакции)

Распознавание ионов Fe2+ и Fe3+ в водных растворах производят с помощью сложных комплексных соединений — K3[Fe (CN)6], красная кровяная соль, и K4[Fe (CN)6], жёлтая кровяная соль, соответственно. В обеих реакциях выпадает осадок насыщенного синего цвета с одинаковым количественным составом, но различным положением железа с валентностью +2 и +3. Этот осадок также часто называют берлинской лазурью или турнбуллевой синью.

Реакция, записанная в ионном виде

Fe2++K++[Fe (CN)6]3-  K+1Fe+2 [Fe+3 (CN)6]

Fe3++K++[Fe (CN)6]4-  K+1Fe+3 [Fe+2 (CN)6]

Хороший реактив для выявления Fe3+ тиоцианат-ион (NCS-)

Fe3++ NCS-  [Fe (NCS)6]3- эти соединения имеют ярко-красную («кровавую») окраску.

Этот реактив, например, тиоцианат калия (формула — KNCS), позволяет определить даже ничтожно малую концентрацию железа в растворах. Так, он способен при исследовании водопроводной воды определить, не заржавели ли трубы.

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e29e8e7f9a97a5a • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Вопрос А8 ГИА (ОГЭ по химии —

Ре­ак­ции ионного об­ме­на и усло­вия их осуществления

Реакции обмена протекают только тогда, когда образуется малорастворимое соединение (осадок), легколетучее вещество (газ), малодиссоциирующее соединение (очень слабый электролит, в том числе и вода)

• Все растворимые вещества записывают в виде ионов (см. таблицу растворимости — «Р» )

исключение – гидроксид кальция, который, хотя и обозначен буквой «М», все же в водном растворе хорошо диссоциирует на ионы.

• В виде молекул (не разлагаем на ионы) пишем простые вещества, оксиды , газообразные вещества, воду, нерастворимые соединений (в таблице растворимости — буквоа «Н»).
• Чтобы получить сокращенное ионное уравнение, убираем ионы, одинаковые в реагентах и продуктах

Ре­ак­ции ионного об­ме­на

Укажитие реакцию ионного обмена веществ, которая идет необратимо:

1. гидроксид лития и фосфат натрия;
2. серная кислота и фторид натрия;
3. нитрат бария и бромид калия;
4. йодид меди и хлорид кальция

Запишем все реакции:

Обычно про щелочные металлы говорят, что все их соединения растворимы в воде, поэтому качественная реакция на них — цвет пламени. Это действительно так, кроме одного соединения — фосфат лития — Li₃PO₄ — белый осадок

Ответ: 1)

Взаимодействие железа с соляной кислотой соответствует сокращенному ионному уравнению:

напишем само уравнение (в молекулярной форме):

Fe + 2H + + 2Cl — = Fe 2+ + 2Cl — +H₂

Fe 2+ + 2H + = Fe + H₂

«Обратная» задача:

сокращенное ионное уравнение: NH₄ + + OH — -> NH₃ + H₂O соответствует молекулярному уравнению:

Чтобы вещества распадались ( и мы могли их записать в виде ионов), они должны быть растворимы.

По таблице растовримости это соответствует хлориду аммония и щелочи

Оса­док об­ра­зу­ет­ся при вза­и­мо­дей­ствии вод­ных рас­тво­ров:

1. сульфида натрия и азотной кислоты;
2. бромоводородной кислоты и гидроксида аммония;
3. хлорида алюминия и карбоната натрия
4. кремниевой кислоты и гидроксида лития

1. Na₂S + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂S ↑;
2. HBr + NH₄OH = NH₄Br + H₂O
3. смотрим в таблицу растворимости — карбонат алюминия в водном растворе не существует, но, еще один реагент — вода , значит, реакция будет протекать следующим образом:
   2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ ↓ + 6NaCl + 3CO₂
4. H₂SiO₃ + 2LiOH = Li₂SiO₃ + H₂O