Железо и его соединения
🧪 Химия · 9 класс
Железо
Железо — химический элемент побочной подгруппы восьмой группы, серебристо-серый металл. Это один из важнейших металлов в технике: на основе железа делают чугун и сталь — главные конструкционные материалы. По распространённости в земной коре железо занимает второе место среди металлов после алюминия. Важная особенность железа в том, что оно может проявлять две основные степени окисления — +2 и +3, поэтому образует два ряда соединений.
Химические свойства
Железо — металл средней активности. Оно реагирует с кислородом, серой, кислотами и солями менее активных металлов. С разбавленной соляной кислотой образуется соль железа два:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
А при реакции с сильным окислителем — хлором — получается соль железа три:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Железо вытесняет менее активные металлы из растворов их солей, например медь из раствора её соли:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Соединения железа
Соединениям с разными степенями окисления соответствуют разные цвета и свойства, поэтому их различают качественными реакциями со щёлочью.
| Ион | Цвет осадка гидроксида | Реактив |
|---|---|---|
железо два Fe(2+) | зеленоватый Fe(OH)2 | раствор щёлочи |
железо три Fe(3+) | бурый Fe(OH)3 | раствор щёлочи |
Гидроксид железа два на воздухе постепенно окисляется и буреет, превращаясь в гидроксид железа три. Существуют и особые качественные реакции на ионы железа три: с роданид-ионом раствор окрашивается в кроваво-красный цвет, что позволяет обнаружить даже малые количества этих ионов.
Чугун и сталь
В чистом виде железо применяют редко; гораздо важнее его сплавы с углеродом — чугун и сталь. Чугун содержит больше углерода, он твёрдый, но хрупкий, и идёт на отливку массивных деталей. Сталь содержит меньше углерода, она прочная и упругая, поддаётся ковке и прокатке. Из стали делают инструменты, машины, рельсы и арматуру. Получают железо из руд в доменных печах, а затем перерабатывают чугун в сталь, удаляя избыток углерода.
Коррозия железа
На влажном воздухе железо разрушается — ржавеет. Этот процесс называют коррозией; при нём железо окисляется кислородом в присутствии воды. Чтобы защитить металл, его покрывают краской, маслом, лаком или слоем другого, более устойчивого металла.
Частая ошибка: приписывать железу одну степень окисления. У железа их две —+2и+3, и они дают разные по цвету соединения.
Кратко о главном
- Железо — металл со степенями окисления
+2и+3. - С соляной кислотой даёт соль железа два, с хлором — железа три.
- Гидроксид железа два зеленоватый, железа три — бурый.
- Во влажной среде железо подвергается коррозии.
- Железо — основа чугуна и стали.