Железную окалину растворили в концентрированной соляной кислоте: Железную окалину растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили раствор гидроксида натрия. Выделившийся осадок отделили и прокалили. Образовавшийся твёрдый остаток спл

Тренажер задания 31 ЕГЭ по химии железа

Тренажер задания 31 из ЕГЭ по химии железа, задачи на неорганическую химию (мысленный эксперимент) из экзамена ЕГЭ по химии, задания 31 по химии железа с текстовыми решениями и ответами.

 

1. Соль, полученную при растворении железа в концентрированной серной кислоте, обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

2. Осадок, полученный при взаимодействии хлорида железа (III) и нитрата серебра отфильтровали. Фильтрат обработали раствором едкого кали. Выпавший осадок бурого цвета отделили и прокалили. Полученное вещество при нагревании реагирует с алюминием с выделением тепла и света. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

3. Газ, выделившийся при взаимодействии хлористого водорода с перманганатом калия, реагирует с железом. Продукт реакции растворили в воде и добавили к нему сульфид натрия. Более легкое из образовавшихся нерастворимых веществ отделили и ввели в реакцию с горячей концентрированной азотной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

4. Зловонную жидкость, образовавшуюся при взаимодействии бромистого водорода с перманганатом калия, отделили и нагрели с железной стружкой. Продукт реакции растворили в воде и добавили к нему раствор гидроксида цезия. Образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

5. Простое вещество, полученное при нагревании железной окалины в токе угарного газа, сплавили с серой, и продукт этой реакции подвергли обжигу. Образовавшийся газ пропустили через раствор гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

6. Раствор хлорида железа (III) обработали избытком раствора гидроксида калия. Осадок бурого цвета, образовавшийся в качестве продукта реакции, отфильтровали и прокалили. Вещество, образовавшееся при прокаливании, растворили в концентрированной азотной кислоте. Полученную соль обработали раствором гидрокарбоната калия. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

7. На раствор хлорного железа подействовали раствором едкого натра, выпавший осадок отделили и нагрели. Твердый продукт реакции смешали с кальцинированной содой и прокалили. К оставшемуся веществу добавили нитрат и гидроксид натрия, и длительное время нагревали при высокой температуре. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

8. Оксид двухвалентного железа нагрели с разбавленной азотной кислотой. Раствор осторожно выпарили, твердый остаток растворили в воде, в полученный раствор внесли железный порошок и через некоторое время профильтровали. К фильтрату добавили раствор едкого кали, выпавший осадок отделили и оставили на воздухе, при этом цвет вещества изменился. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

9. Хлористое железо обработали при нагревании концентрированной азотной кислотой и раствор осторожно выпарили. Твердый продукт растворили в воде, добавили к полученному раствору поташ и выпавший осадок отделили и прокалили. Над полученным веществом пропустили при нагревании газообразный водород. При этом образовалось вещество бурого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

10. К раствору хлорного железа добавили кальцинированную соду и выпавший осадок отделили и прокалили. Над полученным веществом пропустили при нагревании угарный газ и твердый продукт последней реакции ввели во взаимодействие с бромом. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

11. Железную окалину растворили в концентрированной азотной кислоте при нагревании. Раствор осторожно выпарили, и продукт реакции растворили в воде. К полученному раствору добавили железный порошок, через некоторое время раствор отфильтровали, и фильтрат обработали раствором едкого кали, в результате выделился осадок светло-зеленого цвета, который быстро темнеет на воздухе. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

12. К раствору хлорного железа добавили железный порошок и через некоторое время раствор профильтровали. К фильтрату добавили гидроксид натрия, выделившийся осадок отделили и обработали перекисью водорода. К полученному веществу добавили избыток раствора едкого кали и бром; в результате протекания реакции окраска брома исчезла. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

13. Нерастворимое вещество, образующееся при добавлении в раствор хлористого железа едкого натра, отделили и растворили в разбавленной серной кислоте. В полученный раствор добавили цинковую пыль, выделившийся осадок отфильтровали и растворили в концентрированной соляной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

14. Железный порошок растворили в большом количестве разбавленной серной кислоты и через полученный раствор пропустили воздух, а затем газ с запахом тухлых яиц. Образовавшуюся нерастворимую соль отделили и растворили в горячем растворе концентрированной азотной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

15. Неизвестное вещество А растворяется в концентрированной соляной кислоте, процесс растворения сопровождается выделением газа с запахом тухлых яиц; после нейтрализации раствора щелочью образуется объемный осадок белого (светло-зеленого) цвета. При обжиге вещества А образуются два оксида. Один из них – газ, имеющий характерный резкий запах и обесцвечивающий бромную воду с образованием в растворе двух сильных кислот. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

16. Серебристо-серый металл, который притягивается магнитом, внесли в горячую концентрированную серную кислоту и нагрели. Раствор охладили и добавили едкий натр до прекращения образования аморфного осадка бурого цвета. Осадок отделили, прокалили и растворили в концентрированной соляной кислоте при нагревании. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

17. Вещество, полученное при нагревании железной окалины в атмосфере водорода, внесли в горячую концентрированную кислоту и нагрели. Полученный раствор выпарили, остаток растворили в воде и обработали раствором хлорида бария. Раствор профильтровали и в фильтрат внесли медную пластинку, которая через некоторое время растворилась. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

18. Раствор хлорида железа (III) смешали с раствором карбоната калия. Осадок бурого цвета, образовавшийся при этом, отфильтровали, и сплавили с гидроксидом натрия. Полученное вещество обработали избытком раствора серной кислоты, которое необходимо для образования прозрачного раствора. Затем в полученный раствор добавили избыток сульфида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

19. Железо сожгли в хлоре. Продукт реакции растворили в воде и в раствор внесли железные опилки. Через некоторое время раствор профильтровали и в фильтрат добавили сульфид натрия. Выделившийся осадок отделили и обработали 20%-ной серной кислотой, получив почти бесцветный раствор. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

20. Смесь железного порошка и твердого продукта, полученного при взаимодействии сернистого газа и сероводорода, нагрели без доступа воздуха. Полученный продукт подвергли обжигу на воздухе. Образовавшееся твердое вещество реагирует с алюминием с выделением большого количества тепла. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

21. Оксид железа (III) сплавили с содой. Полученный продукт внесли в воду. Выпавший осадок растворили в иодоводородной кислоте. Выделившийся галоген связали тиосульфатом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

22. Хлор прореагировал с горячим раствором гидроксида калия. При охлаждении раствора выпали кристаллы бертолетовой соли. Полученные кристаллы внесли в раствор соляной кислоты. образовавшееся простое вещество прореагировало с металлическим железом. Продукт реакции нагрели с новой навеской железа. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

23. Пирит подвергли обжигу, полученный газ с резким запахом пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся желтоватый осадок отфильтровали, просушили, смешали с концентрированной азотной кислотой и нагрели. Полученный раствор дает осадок с нитратом бария. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

24. Железные опилки растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок профильтровали и оставили на воздухе до тех пор, пока он не приобрел бурую окраску. Бурое вещество прокалили до постоянной массы. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

25. Провели электролиз раствора хлорида натрия. К полученному раствору добавили хлорид железа (III). Выпавший осадок отфильтровали и прокалили. Твердый остаток растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

26. Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора, при этом выделился бесцветный газ. Сжиганием железа в атмосфере этого газа была получена железная окалина. Ее растворили в разбавленной соляной кислоте. К полученному при этом раствору добавили раствор, содержащий дихромат натрия и соляную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

27. Железо сожгли в хлоре. Полученную соль добавили к раствору карбоната натрия, при этом выпал бурый осадок. Этот осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

28. Серу сплавили с железом. Продукт реакции обработали соляной кислотой. Выделившийся при этом газ сожгли в избытке кислорода. Продукты горения поглотили водным раствором сульфата железа (III). Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

29. В результате неполного сгорания угля получили газ, в токе которого нагрели оксид железа (III). Полученное вещество растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Образовавшийся раствор соли обработали избытком раствора сульфида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

30. Железо сожгли в атмосфере хлора. Полученное вещество обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовавшийся бурый осадок, который отфильтровали и прокалили. Остаток после прокаливания растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

31. Железо растворили в разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора карбоната натрия. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество растерли в мелкий порошок вместе с алюминием и смесь подожгли. Она сгорела с выделением большого количества теплоты. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

32. Порошок железа нагрели с порошком серы. Продукт реакции растворили в соляной кислоте, и к раствору добавили избыток щелочи. Выпавший осадок прокалили в атмосфере азота. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

33. Железо сожгли в атмосфере хлора. Полученную соль растворили в воде и добавили к ней раствор йодида калия. Выпавший осадок простого вещества отделили и разделили на две части. Первую обработали разбавленной азотной кислотой, а вторую нагрели в атмосфере водорода. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

34. Железо растворили в соляной кислоте, к полученному раствору добавили гидроксид натрия до прекращения выпадения осадка. В полученную реакционную массу вначале пропустили кислород, а затем добавили иодоводородной кислоты до прекращения выпадения осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

35. Осадок, полученный при взаимодействии растворов сульфата железа (III) и нитрата бария, отфильтровали. Фильтрат обработали избытком едкого натрия. Выпавший осадок отделили и прокалили. Полученное вещество обработали избытком раствора соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

 

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Задание 31 ЕГЭ по химии. Практика

Подборка реальных заданий прошлых лет.

№31 в спецификации ЕГЭ → Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ.

258 заданий.

31-zadanija.docx | 31_zadania.pdf
31-reshenija.docx | 31_reshenia.pdf

2012

1. Кремний сожгли в атмосфере хлора. Полученный хлорид обработали водой. Выделившийся при этом осадок прокалили. Полученное твёрдое вещество смешали с углём и ортофосфатом кальция и прокалили.

2. Газ, полученный при обработке нитрида кальция водой, пропустили над раскалённым порошком оксида меди(II). Полученный при этом металл растворили в концентрированной азотной кислоте, раствор выпарили, а полученный твёрдый остаток прокалили.

3. Некоторое количество сульфида железа(II) разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество жёлтого цвета. Полученное простое вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, при этом выделился бурый газ.

2013

16. Оксид xpoмa(VI) прореагировал с гидроксидом калия. Полученное вещество обработали серной кислотой, из образовавшегося раствора выделили соль оранжевого цвета. Эту соль обработали бромоводородной кислотой. Полученное простое вещество вступило в реакцию с сероводородом.

17. Порошок магния нагрели в атмосфере азота. При взаимодействии полученного вещества с водой выделился газ. Газ пропустили через водный раствор сульфата хрома(III), в результате чего образовался серый осадок. Осадок отделили и обработали при нагревании раствором, содержащим пероксид водорода и гидроксид калия.

18. Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора, при этом выделился бесцветный газ. Сжиганием железа в атмосфере этого газа была получена железная окалина. Её растворили в избытке соляной кислоты. К полученному при этом раствору добавили раствор, содержащий дихромат натрия и соляную кислоту.

2014

28. На кристаллический хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой. Образовавшийся газ растворили в воде и в получившийся раствор добавили необходимое количество оксида меди(II). Полученный раствор смешали с раствором нитрата серебра, выпавший при этом осадок отделили. К оставшемуся раствору добавили раствор иодида калия.

29. Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора. Выделившийся бесцветный газ прореагировал с раскалённым железом с образованием железной окалины. Твёрдый остаток растворили в необходимом количестве концентрированной серной кислоты, при этом наблюдали выделение газа с резким запахом. К полученному прозрачному раствору добавили раствор карбоната калия и наблюдали образование бурого осадка и выделение газа.

30. Через оксид меди(II) при нагревании пропустили оксид углерода(II). Образовавшееся в результате простое вещество растворили в концентрированном растворе азотной кислоты. Полученный в результате бурый газ поглотили раствором гидроксида натрия. К образовавшемуся раствору добавили подкисленный серной кислотой раствор дихромата натрия.

2015

48. Иодоводородную кислоту нейтрализовали гидрокарбонатом калия. Полученная соль прореагировала с раствором, содержащим дихромат калия и серную кислоту. При взаимодействии образовавшегося простого вещества с алюминием получили соль. Эту соль растворили в воде и смешали с раствором сульфида калия, в результате чего образовался осадок и выделился газ.

49. Нитрат калия прокалили. Твёрдый продукт реакции нагрели с иодидом аммония, при этом выделился газ, входящий в состав воздуха, и образовалась соль. Соль обработали пероксидом водорода. Образовавшееся простое вещество прореагировало при нагревании с раствором гидроксида натрия.

50. Оксид серы(IV) пропустили через раствор сероводорода. Образовавшийся при этом осадок обработали горячей концентрированной азотной кислотой. Выделившийся бурый газ пропустили через раствор гидроксида бария. При взаимодействии одной из образовавшихся солей с водным раствором перманганата калия образовался бурый осадок.

2016

66. Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. Выделившийся газ пропустили над нагретым порошком цинка. Образовавшееся твёрдое вещество добавили к раствору гидроксида натрия. Через полученный раствор пропустили избыток углекислого газа, при этом наблюдали образование осадка.

67. Железо сожгли в хлоре. Полученную соль добавили к раствору карбоната натрия, при этом выпал бурый осадок, который отфильтровали и прокалили. Полученное вещество растворили в иодоводородной кислоте.

68. Хлорид алюминия нагрели с калием. Полученный в результате металл поместили в раствор гидроксида калия. Через получившийся при этом раствор пропустили углекислый газ, в результате наблюдали выпадение белого осадка. К оставшемуся после отделения осадка раствору добавили раствор сульфата железа(III).

2017

85. Смесь газов, полученную при прокаливании нитрата меди(II), поглотили водой, при этом образовалась кислота. Фосфид кальция обработали водой, при этом выделился газ. Этот газ осторожно пропустили через горячий концентрированный раствор полученной кислоты.

86. Силицид кальция поместили в воду. Образовавшийся при этом газ прореагировал с кислородом. Полученное твёрдое вещество сплавили с фосфатом кальция и углеродом. Образовавшееся при этом простое вещество обработали концентрированной азотной кислотой.

87. Оксид азота(II) прореагировал с кислородом. Образовавшееся при этом вещество смешали с кислородом и пропустили через воду, при этом образовалась кислота. В горячий концентрированный раствор этой кислоты поместили оксид железа(II). Образовавшуюся соль железа выделили и поместили в раствор карбоната калия.

2018

114. Оксид меди(II) при нагревании прореагировал с водородом. Образовавшееся простое вещество поместили в концентрированный раствор серной кислоты, при этом наблюдали растворение этого вещества и выделение газа. К полученному раствору добавили раствор иодида калия, а выделившийся газ смешали с хлором и эту смесь газов поглотили раствором гидроксида натрия.

115. Через раствор гидроксида натрия пропустили избыток углекислого газа. Полученное при этом вещество выделили из раствора, высушили и прокалили. Образовавшуюся после прокаливания соль растворили в воде и к этому раствору прилили раствор бромида железа(III). Выделившийся при этом осадок отделили и поместили в раствор иодоводородной кислоты.

116. Аммиак нагрели с кислородом в присутствии катализатора. Полученное вещество прореагировало с кислородом, при этом образовался бурый газ. Газ поглотили холодным раствором гидроксида натрия. Одно из полученных веществ прореагировало с раствором, содержащим перманганат калия и гидроксид калия.

2019

147. К раствору бромида железа(III) прилили раствор карбоната натрия. Образовавшийся осадок бурого цвета отфильтровали, промыли и прокалили. Получившийся после прокаливания порошок сплавили с гидроксидом калия. Полученное вещество обработали избытком соляной кислоты, в результате получили окрашенный раствор.

148. Нитрат натрия прокалили. Твёрдый продукт реакции нагрели с иодидом аммония, при этом выделился газ, входящий в состав воздуха, и образовалась соль. Соль обработали щелочным раствором перманганата натрия. Образовавшееся простое вещество прореагировало при нагревании с раствором гидроксида калия.

149. Гидрид кальция растворили в воде. Выделившийся газ пропустили над раскалённым порошком оксида меди(II). Образовавшееся твёрдое вещество растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Полученную соль выделили и добавили к раствору иодида калия.

2020

180. Карбид алюминия сожгли. Полученное твёрдое вещество поместили в раствор гидроксида натрия. Через образовавшийся прозрачный раствор пропустили газ, полученный при действии на магний концентрированной серной кислоты. При пропускании газа происходило выпадение белого осадка и образование соли бескислородной кислоты.

181. Натрий растворили в воде. Образовавшееся газообразное вещество при нагревании пропустили через железную окалину. Получившееся простое вещество при нагревании растворили в необходимом количестве концентрированной серной кислоты, при этом образовался бесцветный газ с резким запахом. К полученному раствору добавили раствор карбоната калия.

182. Натрий сгорел в избытке кислорода. Образовавшееся при этом вещество поместили в раствор, содержащий перманганат калия и серную кислоту. Полученное простое вещество при нагревании прореагировало с пиритом. Образовавшееся при этом твёрдое вещество растворили в иодоводородной кислоте.

2021

215. Фосфид алюминия растворили в бромоводородной кислоте. К полученному при этом раствору добавили избыток раствора гидроксида натрия. Через получившийся раствор пропустили газ с резким запахом, образовавшийся в результате полного растворения сульфида железа(II) в концентрированной серной кислоте.

216. Кристаллический иодид аммония нагрели с твёрдым гидроксидом натрия. Получившуюся соль растворили в воде и поместили в раствор нитрата меди(II). Выпавшую в осадок соль отделили и поместили в концентрированный раствор серной кислоты, при этом происходило выделение газа с резким запахом и образование окрашенного простого вещества. Полученное простое вещество отделили и поместили в горячий раствор гидроксида натрия.

217. Оксид кремния при нагревании прореагировал с избытком магния. Одно из получившихся при этом соединений магния поместили в воду. Выделившийся при этом газ полностью поглотили раствором, содержащим перманганат калия и гидроксид калия. Из полученного раствора зелёного цвета выделили соединение кремния и поместили его в раствор бромоводородной кислоты.

2022

230. Провели электролиз раствора нитрата серебра. Выделившийся на аноде газ при нагревании прореагировал с железом. Образовавшееся при этом твёрдое вещество чёрного цвета поместили в раствор иодоводородной кислоты. Полученное при этом простое вещество при нагревании прореагировало с раствором гидроксида натрия.

231. Железную окалину растворили в разбавленной серной кислоте. Полученный подкисленный раствор обработали дихроматом калия. Полученное соединение хрома выделили и поместили в раствор карбоната натрия. Образовавшийся осадок отделили и нагрели с хлоратом калия и гидроксидом калия.

232. Алюминий добавили к раствору гидроксида калия. Через образовавшийся прозрачный раствор пропустили газ с неприятным запахом, полученный при растворении магния в концентрированной серной кислоте. Образовавшийся осадок отделили, а к полученному раствору добавили раствор перманганата калия. При этом наблюдали образование простого вещества.

Растворение железа в соляной кислоте.

%PDF-1.7
%
1 0 объект
>/Метаданные 2 0 R/Контуры 5 0 R/Страницы 3 0 R/StructTreeRoot 6 0 R/Тип/Каталог/ViewerPreferences>>>
эндообъект
2 0 объект
>поток
приложение/pdf

Джатиндер Н. Танежа

Растворение железа в соляной кислоте.

Prince 12.5 (www.princexml.com)AppendPDF Pro 6.3 Linux 64-разрядная версия 30 августа 2019 г. Библиотека 15.0.4Appligent AppendPDF Pro 6.32019-12-19T06:42:06-08:002019-12-19T06:42:06-08:002019-12-19T06:42:06-08:001uuid:0860294a-ad3a-11b2-0a00-50d8aa010000uuid:0860294c-ad3a-11b2-0a00-902ae7c5fe7f

конечный поток
эндообъект
5 0 объект
>
эндообъект
3 0 объект
>
эндообъект
6 0 объект
>
эндообъект
24 0 объект
>
эндообъект
25 0 объект
>1]/P 14 0 R/Pg 33 0 R/S/Link>>
эндообъект
15 0 объект
>2]/P 6 0 R/Pg 33 0 R/S/Link>>
эндообъект
16 0 объект
>3]/P 6 0 R/Pg 33 0 R/S/Link>>
эндообъект
28 0 объект
>9]/P 20 0 R/Pg 33 0 R/S/Ссылка>>
эндообъект
30 0 объект
>15]/P 22 0 R/Pg 33 0 R/S/Link>>
эндообъект
31 0 объект
>24]/P 23 0 R/Pg 33 0 R/S/Link>>
эндообъект
23 0 объект
>
эндообъект
33 0 объект
>/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]>>/StructParents 0/Tabs/S/Type/Page>>
эндообъект
41 0 объект
[32 0 R 35 0 R 37 0 R 38 0 R 39 0 R 40 0 ​​R]
эндообъект
42 0 объект
>поток
xX]o6}

Объяснение урока: Свойства и реакции железа и оксидов железа

В этом толкователе мы научимся описывать свойства и реакции железа и его оксидов.

Железо — самый распространенный переходный элемент в земной коре и невероятно важный металл для общества. Хотя он кажется вездесущим, чистое железо очень редко используется вокруг нас, и огромное количество железа, извлеченного из его руды, используется для изготовления множества различных сплавов. Наиболее распространенные сплавы железа включают в себя различные формы стали, которые имеют множество свойств и множество применений. Однако чистое железо не имеет большого промышленного значения из-за его относительной мягкости и низкой твердости.

Чистое железо ковкое и пластичное, обладает магнитными свойствами. Он плавится при 1538 ∘C и имеет плотность 7,87 г/см ³ в твердом состоянии. Точные физические свойства чистого железа зависят от конечной чистоты металла. Любые оставшиеся примеси, оставшиеся от руды, из которой она была извлечена, повлияют на ее физические свойства.

Пример 1: Определение физических свойств металлического железа

Какое из следующих свойств не верно для чистого железа?

1. Чистое железо легко вытягивается или растягивается в тонкую проволоку.
2. Чистое железо имеет сияющий блеск.
3. Чистое железо очень мягкое с низкой твердостью.
4. Чистое железо имеет низкую температуру плавления.
5. Чистое железо обладает магнитными свойствами.

Ответ

В то время как некоторые свойства железа хорошо известны, такие как его магнетизм, менее известные свойства могут быть поняты из общих свойств металлов; кроме того, некоторые из них специфичны для железа и должны быть запомнены. Как и многие металлы, железо пластично и может быть вытянуто в проволоку, что исключает ответ А. Кроме того, как и многие металлы, железо можно полировать до блеска, что исключает ответ Б.

Физические свойства, характерные для железа, включают тот факт, что оно является магнитным, без учета ответа E, и что это мягкий металл с низкой твердостью, без учета ответа C.

Это оставляет нам ответ D, в котором говорится, что чистое железо имеет низкая температура плавления. Однако чистое железо плавится при 1538∘C, что не считается низкой температурой, а это означает, что ответ D является правильным ответом.

Железо имеет некоторые общие физические и химические свойства с другими металлами d-блока того же периода. Однако степени окисления железа различны. Атомы железа не образуют степень окисления +8, соответствующую потере всех электронов на 3d- и 4s-орбиталях. Это отличается от соседнего элемента марганца, который может потерять все свои 3d- и 4s-электроны, образуя степень окисления +7. Хотя железо может иметь степени окисления в диапазоне от -4 до +7, его наиболее распространенными степенями окисления являются +2 и +3.

При образовании ионов железо потеряет два электрона с подоболочки 4s, но также может потерять третий электрон со своей парной 3d-орбитали, что приведет к степени окисления +3.

Пример 2: Определение электронной конфигурации иона железа

Принимая во внимание электронную конфигурацию металлического железа, представленную на диаграмме, какова электронная конфигурация иона Fe2+?

Ответ

Подобно другим переходным металлам, атомы железа будут преимущественно терять электроны с 4s-подоболочки, прежде чем терять электроны с 3d-орбиталей. Таким образом, в этом вопросе мы ищем ответы, в которых оба электрона были потеряны из подоболочки 4s. Это оставляет нам ответ B и ответ C как возможные правильные ответы. Атом элемента железа имеет 26 протонов, и поэтому ион Fe2+ будет иметь 24 электрона. Аргон имеет 18 электронов, а это означает, что подоболочка 3d должна содержать 6 электронов, чтобы дать нам всего 24 электрона. Другим способом обесценивания C было бы сравнение исходной диаграммы в вопросе и замечание, что 3 электрона были потеряны в C. Без учета C правильным ответом будет B.

Железо реагирует аналогично большинству металлов, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы полученные соединения железа имели желаемую степень окисления.

Одна из простейших реакций включает взаимодействие раскаленного докрасна железа с сухим воздухом или кислородом с образованием магнитного оксида железа (II, III):
3Fe()+2O()FeO()sgs234

Раскаленное докрасна железо при температуре около 500∘C также будет реагировать с водяным паром с образованием магнитного оксида железа(II, III) и газообразного водорода:
3Fe()+4HO()FeO()+4H()sgsg2342∘C

Железо также может реагировать с неметаллами с образованием соответствующего бинарного соединения; хотя опять же необходимо соблюдать осторожность, чтобы правильно определить степень окисления продукта железа:
2Fe()+3Cl()2FeCl()Fe()+S()FeS()sgssss23

Здесь следует отметить некоторые названия, которые можно использовать для описания соединений железа. Образовавшееся выше соединение хлорида, которое формально можно было бы назвать хлоридом железа (III), также можно назвать хлоридом железа. Термин трехвалентное железо относится к железу в степени окисления +3. Напротив, сульфид железа (II) (FeS) также может называться сульфидом железа. Здесь термин «железо» относится к соединению железа, в котором железо имеет степень окисления +2.

При окислении металлического железа разбавленными минеральными кислотами образуются соли железа(II):
Fe()+HSO()FeSO()+H()Fe()+2HCl()FeCl()+H()saqaqgsaqaqg244222

Однако при взаимодействии металлического железа с концентрированной серной кислотой часть ионов железа(II) далее окисляются до ионов железа (III), в результате чего образуется смесь продуктов, включающая сульфат железа, сульфат железа, газообразный диоксид серы и водяной пар:
3Fe()+8HSO()FeSO()+Fe(SO)()+4SO()+8HO()slaqaqgg24424322conc.HSO24

Пример 3. Вызов продуктов реакции между металлическим железом и разбавленными минеральными кислотами

Какое из следующих утверждений верно?

1. Железо можно растворить в разбавленной соляной кислоте с образованием хлорида железа(III) и воды.
2. Железо можно растворить в разбавленной соляной кислоте с образованием хлорида железа(II) и газообразного водорода.
3. Железо можно растворить в разбавленной соляной кислоте с образованием хлорида железа(II) и воды.
4. Железо можно растворить в разбавленной соляной кислоте с образованием хлорида железа(III) и газообразного водорода.

Ответ

Одним из химических свойств железа, общих с большинством металлов, является его реакция с разбавленной кислотой. Металлы, когда они реагируют с кислотами, образуют соли и газообразный водород, поэтому ответы А и С, где одним из продуктов является вода, оба неверны.

При взаимодействии металлического железа с разбавленными кислотами образуются соли железа(II). Соли железа(III) образуются только в реакциях с концентрированными минеральными кислотами. Это дает нам правильный ответ, B.

Одна особенно интересная реакция с участием железа и азотной кислоты является примером физико-химического и инженерного процесса, известного как пассивация. При взаимодействии концентрированной азотной кислоты с металлическим железом на поверхности металла образуется тонкий слой оксида железа. Этот слой оксида предотвращает попадание дальнейших молекул кислоты на поверхность железа и, следовательно, обеспечивает защиту от коррозии. Однако это оксидное покрытие можно удалить добавлением разбавленной соляной кислоты или шлифованием стеклянной бумагой.

Одной из наиболее интересных групп соединений железа являются оксиды. Железо образует три различных оксида с различными физическими и химическими свойствами.

Оксид железа(II) содержится в минерале вюстите, но может образовываться химическим путем при разложении оксалата железа в отсутствие воздуха:

CCOOO—OFe2+

FeCO()FeO()+CO()+CO() 242ssgg(отсутствие воздуха)

Оксид железа(II) также может образовываться путем восстановления оксидов железа в более высокой степени окисления, таких как оксид железа(III) и оксид железа(II, III):
FeO()+H()2FeO()+HO()FeO()+H()3FeO()+HO()23223422sgsgsgsg––∘∘CC

Однако следует отметить, что хотя эти реакции FeO протекают теоретически, на практике полученный FeO нестабилен при температуре ниже 570°C и легко окисляется обратно до FeO34 или может окисляться из оксида железа(II) в железо(III). ) оксид согласно следующему уравнению:
4FeO()+O()2FeO()sgs223

Оксид железа(II) может реагировать с минеральной кислотой с образованием соответствующей соли и воды:
FeO()+HSO()FeSO()+HO()saqaql2442

Рудный гематит, FeO23, представляет собой распространенный оксид железа, обнаруженный в земной коре. Часто красновато-коричневый цвет FeO23 можно использовать в качестве красного пигмента в красках. Оксид также можно химически выделить в результате реакции растворов хлорида железа и гидроксида с образованием нерастворимого гидроксида железа (III), который затем может термически разлагаться с образованием оксида железа (III). Например, хлорид железа может реагировать с гидроксидом аммония:
FeCl()+3NHOH()Fe(OH)()+3NHCl()2Fe(OH)()FeO()+3HO()34343232aqaqsaqssgaboveC∘

Оксид железа(III) также может образовываться при нагревании сульфата железа(II); однако следует соблюдать осторожность при проведении этой реакции в лаборатории из-за образования вредных сернистых газов:
2FeSO()FeO()+SO()+SO()42323ssgg

Последний пример химических свойств оксида железа(III) включает реакцию с горячим
концентрированные минеральные кислоты, такие как серная кислота, с образованием солей железа (III) и пара:
FeO()+3HSO()Fe(SO)()+3HO()23242432slaqg

Пример 4.

Идентификация оксида железа, полученного в результате реакции неизвестной соли с раствором щелочи

Красно-коричневый осадок, показанный на рисунке, образуется в результате реакции между солью железа и разбавленным раствором щелочи. Когда осадок выделяют и сушат, а затем нагревают в запальной трубке, было обнаружено, что водяной пар присутствует вместе с другим соединением железа, X. Какова возможная идентичность X?

Ответ

Соли железа реагируют с разбавленными растворами щелочей, особенно с ионами гидроксида, с образованием либо гидроксида железа(II), либо гидроксида железа(III) в зависимости от исходной соли железа. Нагревание гидроксида железа приводит к дегидратации гидроксида с образованием оксида железа, и в этом случае мы знаем, что полученный осадок представляет собой оксид железа (III), FeO23, из-за красно-коричневого цвета, показанного на рисунке.

Последний оксид, который мы обсудим в этом объяснении, — это черный магнитный оксид, также известный как двухвалентный оксид железа. Этот оксид встречается преимущественно в рудном магнетите и может рассматриваться как смесь оксида железа (II) и оксида железа (III). Его можно получить в лаборатории восстановлением оксида железа (III) монооксидом углерода, а также окислением металлического железа:
3FeO()+CO()2FeO()+CO()3Fe()+4HO()FeO()+4H()233422342sgsgsgsg–∘∘CC

Подобно железу металл, когда оксид железа (II, III) реагирует с концентрированной серной кислотой, образуется смесь железа (II) и солей железа (III), что подтверждает обоснованность рассмотрения этого оксида как смеси железа (II) и железа (III) оксиды:
FeO()+4HSO()FeSO()+Fe(SO)()+4HO()342442432slaqaqgконц.HSO24

Это можно дополнительно проиллюстрировать с помощью ранее обсуждавшихся реакций восстановления и того факта, что оксид железа (II, III) также может быть окислен до оксида железа (III):
FeO()+H()3FeO()+HO()2FeO()+O()3FeO()342234223sgsgsgs–∘C12

Таким образом, железо и его оксиды имеют широкий диапазон физических и химические свойства, которые важны для понимания химиками из-за важности этого элемента для нашего общества. Оксид железа (II) представляет собой твердое вещество черного цвета, нерастворимое в воде и легко окисляющееся горячим воздухом. Оксид железа(III) также нерастворим в воде и реагирует с горячими концентрированными минеральными кислотами с образованием солей железа(III) и воды. Последний оксид, который мы рассмотрели в этом объяснении, — это оксид железа (II, III), который также реагирует с горячими концентрированными кислотами и является сильным магнитом.

Подведем итог тому, что мы узнали из этого объяснения.

Ключевые моменты

• Чистое железо не имеет большого промышленного значения; однако такие сплавы, как сталь, очень важны.
• Железо имеет общие свойства, аналогичные тем, которые можно приписать большинству металлов.
• Обычные химические реакции железа относятся к железу в степени окисления +2 или +3.
• Металлическое железо реагирует с воздухом, водяным паром, неметаллами и кислотой.
• Железо образует три разных оксида: оксид железа(II), оксид железа(III) и оксид железа(II, III).