Уравнения качественных реакций на катионы железа

Железо: качественные реакции на его ионы

Физические и химические свойства железа

Химический элемент железо известен людям еще с древности: старинные предметы быта, выполненные из этого материала, ученые приписывают к IV тысячелетию до нашей эры.

Жизнь человека невозможно представить без железа. Считается, что железо используется для промышленных нужд чаще, чем другие металлы. Из него изготавливают важнейшие конструкции. Также железо в небольших количествах содержится в крови. Именно содержание двадцать шестого элемента окрашивает кровь в красный цвет.

Физические свойства железа

Железо — металл бело-серого цвета с серебристым блеском.

Железо в чистом виде, без примесей, является довольно пластичным материалом, то есть не таким твердым, как мы его привыкли видеть.

У железа ярко выраженные магнитные свойства. Температура плавления металла равняется 1539 градусам Цельсия, а закипает вещество при 2862 градусах.

Химические свойства железа

Наиболее характерные степени окисления железа — +2 и +3, но также получено железо со степенью окисления +6. Железо +3 имеет слабые окислительные свойства.

При температуре до 200 °С железо покрывается плотной оксидной пленкой, которая мешает дальнейшему окислению. В присутствии влаги металл сильно окисляется, покрываясь ржавчиной.

Железо хорошо реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами:

Fe + 2HCl = Fe­Cl₂ + H₂;

В кислороде железо горит, образуя оксид:

При нагревании железо может реагировать с неметаллами:

Также при температуре 700—900 °С вступает в реакцию с водяным паром:

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂.

Соединения железа

Как известно, у оксидов железа есть ионы с двумя степенями окисления: +2 и + 3. Знать это крайне важно, ведь для разных элементов будут проводиться совершенно разные качественные реакции.

Качественные реакции на железо

Качественная реакция нужна для того, чтобы без труда можно было определить присутствие ионов одного вещества в растворах или примесях другого. Рассмотрим качественные реакции двухвалентного и трехвалентного железа.

Качественные реакции на железо (III)

Определить содержание ионов трехвалентного железа в растворе можно с помощью щелочи. При положительном результате образуется основание — гидроксид железа (III) Fe(OH)₃.

Полученное вещество нерастворимо в воде и имеет бурую окраску. Именно бурый осадок может свидетельствовать о наличии ионов трехвалентного железа в растворе:

Fe­Cl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓+ 3Na­Cl.

Также определить ионы Fe(III) можно с помощью желтой кровяной соли K₃[Fe(CN)₆].

Раствор хлорида железа смешивают с желтоватым раствором кровяной соли. В результате можно увидеть красивый синеватый осадок, который и будет свидетельствовать о том, что в растворе присутствуют ионы трехвалентного железа. Здесь вы найдете зрелищные опыты на изучение свойств железа.

Качественные реакции на железо (II)

Ионы Fe²⁺ вступают в реакцию с красной кровяной солью K₄[Fe(CN)₆]. Если при добавлении соли образуется синеватый осадок, то эти ионы присутствуют в растворе.

Генетические ряды железа Fe2+ и Fe3+. Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+

Разделы: Химия

Цель урока: Актуализация и углубление знаний учащихся о химических свойствах железа и его соединений.

Задачи:

• Образовательные – на основании полученных ранее знаний о строении атомов, основных классах соединений, химических свойствах веществ, составить генетические ряды железа (II),(III). Научить определять опытным путем катионы железа и совершенствовать умения обучающихся, записывать химические реакции в молекулярном, ионном видах;
• Развивающие – продолжить развитие логического мышление у учащихся, способность самостоятельно мыслить и делать выводы, формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку, опираясь на знания химии; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами;
• Воспитательные – формирование положительной мотивации учения и здорового образа жизни; продолжить формирование научного мировоззрения учащихся; воспитывать культуру общения через работу в группах; воспитывать наблюдательность, пытливость, инициативность, стремление к самостоятельному поиску.

Тип урока: комбинированный (системно-деятельностный подход)

Методы и методические приемы обучения: проблемно-поисковый, исследовательский, словесный.

Оборудование и реактивы:

• Лист – инструкция, карточки
• Пробирки, пластмассовые штативы.
• Растворы: FeSO₄, FeCl₃, NaOH, K₃[Fe(CN)₆], K₄[Fe(CN)₆], KSCN.

Ход урока

1. Организационный момент. (слайд 1) – заставка.

— Здравствуйте. Сегодня на уроке нам предстоит открыть новые знания, и актуализировать известное.

2. Актуализация полученных знаний

— Тему урока мы сформулируем вместе в процессе работы. Я загадаю Вам загадку, а Вы должны угадать, о чем пойдет речь на уроке.

“Загадка”: (слайд 2 )

Очень древний я металл,
Счёт столетьям потерял.
Был нескромным я не в меру,
Тысячи лет до нашей эры.
А за блеск, мерцавший холодом,
Люди там платили золотом!

Я давно в названии века, (слайд 3 )
В организме человека.
Называют мной характер,
Из меня почти весь трактор.
Очень в яблоке полезно,
И зовут меня . (Железо)

Железо — атом химического элемента из ПСХЭ Д.И. Менделеева.

3. Фронтальный опрос:

Какие формы существования характерные для железа вы знаете? — (атомы или ионы); (слайд 4 )

• ион – это ?(заряженная частица);
• какую валентность в основном проявляет железо? — (II, III);
• а степень окисления? — (+2,+3).

В каком виде железо встречается в природе? -(в виде соединений, в чистом виде – метеоритное железо) (слайд 5).

Сегодня мы с вами проведём научное исследование и узнаем много нового про железо- жизненно важный элемент. А кто -нибудь из вас сможет мне сказать почему я его назвала жизненно важным. (ответы учащихся).

А как вы думаете в наших с вами организмах железо в какой форме существует? (соединений, ионной) (ответы учащихся)

Железо один из химических элементов, который играет огромную роль, как в живой так и в неживой природе.

В организме (слайд 6) каждого человека есть кровь, в состав которой входят красные кровяные тельца – (эритроциты), а их количество зависит от количества гемоглобина – образованного ионом железа (+2). Железо не синтезируется в нашем организме, а поступает к нам с пищей. (слайд 7) Это значит, что мы с вами должны правильно — сбалансированно питаться. Чтобы количество ионов железа поступающих в наш организм и соответственно гемоглобина синтезирующегося в организме было достаточным.

В неживой природе (слайд 8 ) мы с вами сталкиваемся с различными соединениями железа, которые находят применение в промышленности, а следовательно в жизни каждого человека.

Наш Кузбасс (слайд 9 ) – промышленный регион, в котором развита металлургическая промышленность, Новокузнецк – город в котором несколько крупнейших металлургических гигантов Сибири.

Вспомните, как называются соединения железа, которые вы видите(слайд 10 ), у вас на столах в двух стопках лежат карточки с формулами соединений железа. Я вас попрошу распределить карточки на 2 группы и объяснить, какой признак вы брали за основу. На доске необходимо выполнить, это задание.

А как вы думаете, эти вещества как – то связаны друг с другом? Сейчас попробуйте проследить эту связь, и разместить соединения железа в определённой последовательности. (слайд 11 )Кто выполнит это задание на доске? Составление цепочки веществ. Работа в парах. Что же вы сейчас составили? Можно ли дать какую – то характеристику данному ряду? (варианты ответов). Подвести к понятию генетического ряда(генетика – ген).

Вот мы с вами и сформулировали первую часть темы нашего урока.

Генетические ряды железа Fe +2 и Fe +3 . А как вы думаете, что мы ещё научимся делать на уроке. Если есть Fe +2 и Fe +3 , то мы должны их как- то различить? Как мы можем это сделать? Определить состав? Значит, провести реакции, с помощью которых мы можем распознать ионы Fe +2 и Fe +3 , а такие реакции называются – качественными. ответы учащихся.(слайд 12 )

Качественные реакции на катионы железа Fe +2 и Fe +3 . Вот мы с вами и сформулировали тему урока. Запишите её в тетрадь.

Тема нашего урока: Генетические ряды железа Fe +2 и Fe +3 .

Качественные реакции на катионы железа.

Вы самостоятельно составили генетические ряды железа. Запишем их в тетрадь, составив уравнения реакций к данным схемам превращения. (слайд 13 )

Заострить внимание на составе и цвете осадков(качественное определение ионов).Химия это наука – которая учит правильно использовать вещества, обращаться с веществами. Сейчас мы с вами вспомним, правила при работе с химическими реактивами и оборудованием.(слайд 14) Вот и пришло время, которое отличает химию от всех остальных наук. Вы станете исследователями. Вы проведёте химический эксперимент. Не забывая про технику безопасности. Возьмите, пожалуйста, лист – инструкцию (Приложение 1), к проведению лабораторных опытов. (слайд 15)

Уважаемые, учёные — исследователи сформулируем цель наших опытов, а теперь задачи, которые помогут, осуществит данную цель.

Ваш первый опыт качественные реакции на катионы железа.

4. Постановка проблемы.

Л.о. №1. Качественные реакции на катионы железа. Используя химические реактивы, находящиеся у вас на столах и пробирки, с растворами солей железа вы сейчас проведёте качественные реакции на катионы железа. Возьмите пробирку с хлоридом железа (слайд 15 ). Не подписаны? Как нам быть? Предложения учащихся. Значит, мы должны что-то прилить в пробирки и наблюдать признаки химических реакций, (слайд) позволяющие нам качественно определить ионы, правильно гидроксид натрия.

Приступаете к исследованию веществ в пробирках в соответствии с инструкциями к данному опыту. Уравнения реакции запишите в молекулярном виде. Сделайте вывод. (слайд 16) Дома вы допишите в ионных видах.

(слайд 17 ) Но данные реакции не единственные, являющиеся качественными реакциями на катионы железа. Для определения ионов железа используют очень красочные реакции, вы сами в этом убедитесь. Используя лист – инструкцию проведём ещё реакции с помощью которых, можно доказать в растворах наличие ионов железа. Не забываем про технику безопасности. Сложность данных опытов в том, что одно из реагирующих веществ, является комплексным соединением, подробно изучать вы их будете в старших классах. Такие названия как :красная кровяная соль, жёлтая кровяная соль, турнбулева синь, берлинская лазурь называются историческими названиями, каждое из этих веществ имеет ещё и химическое название. Осуществляем реакции, записываем наблюдения, молекулярные уравнения реакции у вас записаны ионные вы составите дома, правильно это выполнить вам поможет инструктивная карта на вашем листе. Выполнение опытов. (слайд 18) Формулирование вывода. Обсуждение качественных реакций. (слайд 19 ) Наши исследования завершились. Где ваши знания, умения и навыки могут пригодиться? (слайд 20)

Вот наш и заканчивается наш урок. (слайд 21 ) Запишите в дневники домашнее задание: параграф 14 читать, к молекулярным уравнениям л.р. составить ионные, решить схемы превращений в тетради.

За работу на сегодняшнем уроке, мне очень приятно поставить “отличные ” отметки . (слайд 22 )

А сейчас я попрошу вас обратить внимание на слайд, может быть кто – то продолжит, то предложение, которое нравится.

Спасибо за урок. (слайд 23)

По вопросу презентации обращайтесь к автору.

Уравнения качественных реакций на катионы железа

Качественные реакции на железо (II)

Как определить в растворе ионы железа ( II )? Возьмем для опытов сульфат железа ( II ).

1. Качественная реакция на ион железа ( II ) – реакция с красной кровяной солью.

Добавим красную кровяную соль ‑ гексацианоферрат калия K ₃ [ Fe ( CN )₆]. (Для определения железа ( III ) используют желтую кровяную соль K ₄ [ Fe ( CN )₆]). В присутствии ионов железа ( II ) образуется темно-синий осадок. Это — турнбуллева синь ‑ комплексная соль железа K Fe[Fe(CN)₆] ).

Появление турнбуллевой сини доказывает присутствие в растворе ионов железа ( II ).

Турнбуллева синь очень похожа по свойствам на берлинскую лазурь и тоже служила красителем. Названа по имени одного из основателей шотландской фирмы по производству красителей «Артур и Турнбуль».

2 . Качественная реакция на ион железа ( II ) – реакция со щелочью.

Реакция со щелочью – еще один способ обнаружения ионов железа ( II ). Гидроксид железа ( II ) Fe ( OH )₂ — серо-зеленого цвета, гидроксид железа ( III ) Fe ( OH )₃ — бурый. Добавим щелочь ( NaOH ) в колбу с солью железа — образуется серо-зеленый осадок. Значит, в растворе присутствуют ионы железа ( II ). Образовавшийся осадок – гидроксид железа ( II ) Fe ( OH )₂.

Техника безопасности . Соблюдать правила обращения с растворами щелочей и растворами гексацианоферратов. Не допускать контакта растворов гексацианоферратов с концентрированными кислотами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.