Физични свойства на желязната руда. Физични и химични свойства на желязото

Химични свойства на желязотоНека да разгледаме примера на взаимодействието му с типичните неметали - сяра и кислород.

Смесете желязо и сяра, натрошени на прах в петриево блюдо. Нека нагреем стоманена игла за плетене в пламък и я докоснем до сместа от реактиви. Бурната реакция между желязото и сярата е придружена от освобождаване на топлина и светлинна енергия. Твърдият продукт от взаимодействието на тези вещества, железен (II) сулфид, е черен. За разлика от желязото, не се привлича от магнит.

Желязото реагира със сярата, за да образува железен (II) сулфид. Нека съставим уравнението на реакцията:

Реакцията на желязото с кислорода също изисква предварително нагряване. Изсипете кварцов пясък в съд с дебели стени. Нека нагреем сноп много тънка желязна тел - така наречената желязна вълна - в пламъка на горелка. Поставете горещата тел в съд, съдържащ кислород. Желязото гори с ослепителен пламък, разпръсквайки искри - горещи частици от желязна скала Fe 3 O 4.

Същата реакция възниква и във въздуха, когато стоманата става много гореща от триене по време на обработка.

Когато желязото гори в кислород или във въздух, се образува железен котлен камък:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4, Материал от сайта

или 3Fe + 2O 2 = FeO. Fe 2 O 3 .

Железният оксид е съединение, в което има желязо различни значениявалентност.

Преминаването на двете реакции на връзката е придружено от освобождаване на топлинна и светлинна енергия.

На тази страница има материали по следните теми:

• Връзката между растението и саркас

• Взаимодействие на кислород с желязна формула

• Реакция на железен сулфид с кислород

• Химическа реакция между прахообразно желязо и сяра

• Целта на експеримента е взаимодействието на сярата с желязото

Въпроси относно този материал:

Цели на урока:

• Запознайте учениците с елемента от вторичната група на периодичната таблица - желязото, неговата структура, свойства.
• Познайте местоположението на желязото в природата, методите за получаването му, приложение, физични свойства.
• Да може да характеризира желязото като елемент от вторична подгрупа.
• Да можеш да докажеш Химични свойстважелязо и неговите съединения, напишете уравнения на реакцията в молекулна, йонна, редокс форма.
• Да се ​​развият уменията на учениците за съставяне на уравнения на реакции с участието на желязо, да се формират знанията на учениците за качествени реакции към железни йони.
• Култивирайте интерес към темата.

Оборудване:желязо (прах, карфица, плоча), сяра, кислородна колба, солна киселина, железен (II) сулфат, железен (III) хлорид, натриев хидроксид, червени и жълти кръвни соли.

ПО ВРЕМЕ НА ЗАНЯТИЯТА

I. Организационен момент

II. Проверка на домашните

III. Учене на нов материал

1. Въведение на учителя.

– Значението на желязото в живота, ролята му в историята на цивилизацията. Един от най-често срещаните метали в земната корае желязо. Започва да се използва много по-късно от други метали (мед, злато, цинк, олово, калай), което най-вероятно се дължи на ниското сходство на желязната руда с метала. За примитивните хора беше много трудно да разберат, че от руда може да се получи метал, който може успешно да се използва в производството на различни предмети; това се дължи на липсата на инструменти и необходимите устройства за организиране на такъв процес. Мина доста време, преди човекът да се научи да извлича желязо от руда и да прави стомана и чугун от него.
В момента железните руди са необходима суровина за черната металургия, онези минерали, без които нито една развита индустриална страна не може. Годишното световно производство на желязна руда е приблизително 350 000 000 тона. Те се използват за топене на желязо (съдържание на въглерод 0,2-0,4%), чугун (2,5-4% въглерод), стомана (2,5-1,5% въглерод).Стоманата има най-широко приложение в промишлеността от желязото и чугуна, което е защо има по-голямо търсене на топенето му.
За топене на чугун от желязна руда се използват доменни пещи, работещи с въглища или кокс; стоманата и желязото се топят от чугун в реверберационни пещи с открита пещ, конвертори на Бесемер или метода на Томас.
Черните метали и техните сплави са от голямо значение за живота и развитието на човешкото общество. От желязо се изработват всякакви предмети за бита и потреблението. За изграждане на кораби, самолети, железопътни линии, автомобили, мостове, железници, различни сгради, оборудване и други неща, се използват стотици милиони тонове стомана и чугун. Няма отрасъл на селското стопанство и индустрията, в който да не се използват желязото и различните му сплави.
Малкото минерали, които обикновено се срещат в природата и съдържат желязо, са желязната руда. Такива минерали включват: кафява желязна руда, хематит, магнетит и други, които образуват големи находища и заемат огромни площи.
Химическата връзка на магнетита или магнитната желязна руда, която има желязо-черен цвят и уникално свойство - магнетизъм, е съединение, състоящо се от железен оксид и железен оксид. IN естествена средаможе да се намери както под формата на гранулирани или твърди маси, така и под формата на добре оформени кристали. Желязната руда е най-богата на съдържанието на метално желязо магнетит (до 72%).
Най-големите находища на магнетитни руди в нашата страна се намират в Урал, в планините Висока, Благодат, Магнитна, в някои райони на Сибир - басейна на река Ангара, планинска Шория, на територията на Колския полуостров.

2. Работа с класа. Характеристики на желязото като химичен елемент

а) Позиция в периодичната таблица:

Упражнение 1.Определете позицията на желязото в периодичната таблица?

Отговор:Желязото се намира в 4-ти голям период, четен ред, 8-ма група, второстепенна група.

б) структура на атома:

Задача 2.Начертайте състава и структурата на железния атом, електронна формула и клетки.

Отговор: Fe +3 2) 8) 14) 2) метал

p = 26
e = 26
n = (56 – 26) = 30

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

Въпрос.Върху кои слоеве желязо са разположени валентните електрони? Защо?

Отговор.Валентните електрони са разположени на последния и предпоследния слой, тъй като това е елемент от вторичната подгрупа.

Желязото се класифицира като d-елемент, част е от триадата елементи – метали (Fe-Co-Ni);

в) редокс свойства на желязото:

Въпрос.Какво е желязото - окислител или редуктор? Какви степени на окисление и валентност проявява?

Отговор:

Fe 0 – 2e = Fe +3) редуциращ агент
Fe 0 – 3e = Fe +3
с.о.+ 2,+ 3; валентност = II и III, валентност 7 – не се показва;

г) железни съединения:

FeO – основен оксид
Fe(OH) 2 – неразтворима основа
Fe 2 O 3 – оксид с признаци на амфотерност
Fe(OH) 3 – основа с признаци на амфотерност
Летливите водородни съединения не са.

г) пребиваване сред природата.

Желязото е вторият най-разпространен метал в природата (след алуминия).В свободно състояние желязото се среща само в метеоритите.Най-важните природни съединения:

FeO*3HO – кафява желязна руда,
FeO – червена желязна руда,
FeO (FeO*FeO) – магнитна желязна руда,
FeS – железен пирит (пирит)

Съединенията на желязото се намират в живите организми.

3. Характеристика на простото вещество желязо

а) молекулярна структура, тип връзка, тип кристална решетка; (независимо)

б) физични свойства на желязото

Желязото е сребристосив метал, има голяма ковкост, пластичност и здравина магнитни свойства. Плътността на желязото е 7,87 g / cm 3, точката на топене е 1539 t o C.

в) химични свойства на желязото:

Атомите на желязото отдават електрони в реакциите и проявяват степени на окисление + 2, + 3 и понякога + 6.
В реакциите желязото е редуциращ агент. Но при обикновени температури той не взаимодейства дори с най-активните окислители (халогени, кислород, сяра), но при нагряване става активен и реагира с тях:

2Fe +3Cl 2 = 2FeCl 3 Железен(III) хлорид
3Fe + 2O 2 = Fe 2 O 3 (FeO*Fe O) Железен(III) оксид
Fe +S = FeS Железен(II) сулфид

При много висока температуражелязото реагира с въглерод, силиций и фосфор.

3Fe + C = Fe 3 C Железен карбид (цементит)
3Fe + Si = Fe 3 Si Железен силицид
3Fe + 2P = Fe 3 P 2 Железен фосфид

Желязото реагира със сложни вещества.
Във влажен въздух желязото бързо се подкислява (корозира):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3
Fe(OH) 3 ––> FeOOH + H 2 O
Ръжда

Желязото е в средата на електрохимичните напрежения от метали, следователно е метал средна активност.Редукционната способност на желязото е по-малка от тази на алкалните, алкалоземните метали и алуминия. Само при високи температури горещото желязо реагира с вода:

3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2

Желязото реагира с разредена сяра и солни киселини, измествайки водорода от тях:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2
Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H 2 0

При обикновени температури желязото не взаимодейства с концентрирана сярна киселина, тъй като се пасивира от нея.При нагряване концентрираната сярна киселина окислява желязото до железен (III) сулфат:

2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Разредената азотна киселина окислява желязото до железен (III) нитрат:

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Концентрираната азотна киселина пасивира желязото.

От солните разтвори желязото измества металите, които са разположени вдясно от него в електрохимичната серия на напрежение:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu,

г) използване на желязо (самостоятелно)

д) получаване (заедно с ученици)

В промишлеността желязото се получава чрез редуцирането му от железни руди с въглерод (кокс) и въглероден оксид (II) в доменни пещи.
Химическият процес на доменната пещ е както следва:

C + O = CO
CO + C = 2CO
3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2
Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2

4. Съединения на желязото

Химични свойства на тези съединения.

Допълнение.Съединенията на желязото (II) са нестабилни, те могат да се окислят и да се превърнат в съединения на желязото (III).

Fe +2 Cl 2 + Cl 2 = Fe +3 Cl 3 образува редокс сграда
Fe +2 (OH) + H 2 O + O 2 = Fe +3 (OH) 3 схеми, изравнете.

Химични свойства на тези съединения

Също така, качествена реакция към Fe +2 е реакцията на соли на желязо (II) с вещество, наречено червена кръвна сол K3 - това е сложно съединение.

3FeCl + 2K 3 = Fe 3,"de":["HY7CqWc6WfE"],"es":["zhomCMDQurk","cFsKQvX-sH8","o2GN1FUPJH8"],"pt":["uIEIrciTwOc","0AyoZ_UU2yY" ],"fr":["31nvESQbbG8","1FmdeA4K5gg"],"ro":["6HNFpOmTS2c","YAlG-FBbUWc","YAlG-FBbUWc"])