Химические свойства

Fe – металл средней активности, проявляет общие свойства, характерные для металлов.

1. Уникальной особенностью является способность к «ржавлению» во влажном воздухе:

4Fe + 6H₂O + 3O₂ = 4Fe(OH)₃

В отсутствии влаги с сухим воздухом железо начинает заметно реагировать лишь при t>150°С; при прокаливании образуется «железная окалина» Fe₃O₄:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

В воде в отсутствие кислорода железо не растворяется. При очень высокой температуре железо реагирует с водяным паром, вытесняя из молекул воды водород:

3Fe + 4H₂O (г) = 4H₂↑ + Fe₃O₄ (t)

2. Взаимодействие с галогенами и серой при высокой температуре:

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

Fe + S = FeS

3. Взаимодействие с «неокисляющими» кислотами (HCl, H₂SO₄ разб.)

Fe° + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂↑

Поскольку железо располагается в ряду активности левее водорода, оно способно вытеснять H₂ из обычных кислот

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑

Fe + H₂SO₄ (p) = FeSO₄ + H₂↑

4. Взаимодействие с «окисляющими» кислотами (HNO₃, H₂SO₄ конц.)

Fe° - 3ē → Fe³⁺

Концентрированные H₂SO₄ и HNO₃ «пассивируют» железо, поэтому при обычной температуре металл в них не растворяется. При сильном нагревании происходит медленное растворение (без выделения водорода)

В разбавленной HNO₃ железо растворяется, переходит в раствор в виде катионов Fe³⁺, а анион кислоты восстанавливается до NO:

Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

5. Взаимодействие с солями менее активных металлов:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

6. Взаимодействие с газообразным монооксидом углерода:

Fe + 5CO (г) → Fe⁰(CO)₅ (200°C, P)

порошок пентакарбонил железа

Соединения железа (II)

FeO - оксид Fe (II).

Тугоплавкий черный пирофорный порошок, не растворим в воде.

Химические свойства

По химическим свойствам FeO – основной оксид. Взаимодействует с кислотами, образуя соли:

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Под действием окислителей легко переходит в соединения Fe³⁺, например:

4FeO + O₂ = 2Fe₂O₃

3FeO + 10HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

Fe(OH)₂ – гидроксид Fe (II) – твердое вещество белого цвета, не растворимое в воде.

Химические свойства

По химическим свойствам – слабое основание, легко реагирует с кислотами и не реагирует со щелочами. Fe(OH)₂ – неустойчивое вещество: при нагревании без доступа воздуха разлагается, а на воздухе самопроизвольно окисляется:

Fe(OH)₂ = FeO + H₂O (t)

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

бледно-зеленый бурый

Соли Fe (II)

Наиболее практически важными являются: FeSO₄, FeCl₂, Fe(NO₃)₃, FeS, FeS₂.

Характерно образование комплексных и двойных солей с солями щелочных металлов и аммония:

Fe(CN)₂ + 4KCN = K₄[Fe(CN)₆] (желтая кровяная соль)

FeCl₂ + 2KCl = K₂[FeCl₄]

Соль Мора

(NH₄)₂SO₄•FeSO₄•6H₂O

Железный купорос

FeSO₄•7H₂O

Гидратированный ион Fe²⁺ имеет бледно-зеленую окраску.

Химические свойства

1. Растворимые соли Fe²⁺ в водных растворах подвергаются гидролизу с образованием кислой среды:

Fe²⁺ + H₂O ↔ FeOH⁺ + H⁺

2. Проявляют общие свойства типичных солей (ионно-обменные взаимодействия):

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaCl

FeSO₄ + BaCl₂ = FeCl₂ + BaSO₄↓

3. Легко окисляются сильными окислителями

Fe²⁺ - 1ē → Fe³⁺

10Fe⁺²SO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe⁺³(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

4. Качественные реакции для обнаружения катионов Fe²⁺ :

а) 3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3- = Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓

красная кровяная соль турнбулева синь

(темно-синий осадок)

б) под действием щелочи выпадает бледно-зеленый осадок Fe(OH)₂, который на воздухе постепенно зеленеет, а затем превращается в бурый Fe(OH)₃.