Властивості заліза

Цей урок присвячений вивченню теми «Властивості заліза». Ви познайомитеся з властивостями хімічного елемента заліза, будовою його атома та характерними ступенями окиснення. Також в уроці будуть розглянуті фізичні та хімічні властивості простого та складних речовин, утворених залізом.

Тема: Хімія металів

Урок: Властивості заліза

1. Хімічний елемент залізо

Залізо — елемент побічної підгрупи восьмої групи четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 26. Позначається символомFe. На зовнішньому четвертому шарі атома заліза знаходиться 2 електрони:

Основні ступені окислення заліза - +2 і +3, менш характерна для заліза ступінь окислення +6.

Залізо - один із найпоширеніших у земній корі металів (друге місце після алюмінію). У природі залізо рідко зустрічається у чистому вигляді, найчастіше воно зустрічається у складі залізо-нікелевих метеоритів. Поширеність заліза в земній корі - 4,65% (4-е місце після O, Si, Al). Вважається також, що залізо становить більшу частину земного ядра.

Відомо велика кількість руд та мінералів, що містять залізо. Найбільше практичного значення мають червоний залізняк (гематит, Fe2O3), магнітний залізняк (магнетит, Fe3O4), бурий залізняк або лимоніт.

Мал. 1. Залізні руди: а - магнетит, б - червоний залізняк, - залізний колчедан (пірит)

2. Проста речовина залізо

Проста речовина залізо - ковкий метал сріблясто-білого кольору з високою хімічною реакційною здатністю: залізо швидко корозує при високих температурах або при високій вологості на повітрі. У чистому кисні залізо горить, а в дрібнодисперсному стані самозаймається і на повітрі.

При зберіганні наповітрі при температурі до 200 ° C залізо поступово покривається щільною плівкою оксиду, що перешкоджає подальшому окисленню металу. У вологому повітрі залізо покривається пухким шаром іржі, який не перешкоджає доступу кисню та вологи до металу та його руйнуванню. Іржа немає постійного хімічного складу, приблизно її хімічну формулу можна записати як Fe2O3·xH2O.

З киснем залізо реагує під час нагрівання. При згорянні заліза в кисні утворюється оксид Fe3O4 (залізна окалина):

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Мал. 2. Горіння залізного дроту в атмосфері кисню

При нагріванні порошку сірки та заліза утворюється сульфід, наближену формулу якого можна записати як FeS.

При нагріванні залізо реагує із галогенами, азотом, фосфором, кремнієм, вуглецем.

Мал. 3. Горіння залізного дроту в атмосфері хлору

За високої температури (вище 700°С) залізо реагує з парами води:

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2.

Залізо не розчиняється в холодних концентрованих сірчаної та азотної кислотах через пасивацію поверхні металу міцною оксидною плівкою. Гаряча концентрована сірчана кислота, будучи сильнішим окислювачем, взаємодіє із залізом.

З соляною та розведеною (приблизно 20%-ю) сірчаною кислотами залізо реагує з утворенням солей заліза(II):

---