Свойства железа

Данный урок посвящен изучению темы «Свойства железа». Вы познакомитесь со свойствами химического элемента железа, строением его атома и характерными степенями окисления. Также в уроке будут рассмотрены физические и химические свойства простого и сложных веществ, образованных железом.

Тема: Химия металлов

Урок: Свойства железа

1. Химический элемент железо

Железо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И.Менделеева, с атомным номером 26. Обозначается символом Fe. На внешнем четвертом слое атома железа находится 2 электрона:

Основные степени окисления железа — +2 и +3, менее характерна для железа степень окисления +6.

Железо - один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно встречается в составе железо-никелевых метеоритов. Распространённость железа в земной коре — 4,65 % (4-е место после O, Si, Al). Считается также, что железо составляет бо́льшую часть земного ядра.

Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. Наибольшее практическое значение имеют красный железняк (гематит, Fe2O3), магнитный железняк (магнетит, Fe3O4), бурый железняк или лимонит.

магнетиткрасный железнякжелезный колчедан

а) б) в)

Рис. 1. Железные руды: а - магнетит, б - красный железняк, в – железный колчедан (пирит)

2. Простое вещество железо

Простое вещество железо— ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро коррозирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

При хранении на воздухе при температуре до 200 C железо постепенно покрывается плотной плёнкой оксида, препятствующего дальнейшему окислению металла. Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению. Ржавчина не имеет постоянного химического состава, приближённо её химическую формулу можно записать как Fe2O3·xH2O.

       

С кислородом железо реагирует при нагревании. При сгорании железа в кислороде образуется оксид Fe3O4 (железная окалина):

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Горение железной проволоки в атмосфере кислорода

Рис. 2. Горение железной проволоки в атмосфере кислорода

При нагревании порошка серы и железа образуется сульфид, приближённую формулу которого можно записать как FeS.

При нагревании железо реагирует с галогенами, азотом, фосфором, кремнием, углеродом.

Горение железной проволоки в атмосфере хлора

Рис. 3. Горение железной проволоки в атмосфере хлора

При высокой температуре (выше 700°С) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2.

Железо не растворяется в холодных концентрированных серной и азотной кислотах из-за пассивации поверхности металла прочной оксидной плёнкой. Горячая концентрированная серная кислота, являясь более сильным окислителем, взаимодействует с железом.

С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2&

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Рефератов нет, есть поурочные планы и разработки уроков