Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 176

Лабораторный опыт 44

В одну пробирку налейте 2 мл раствора сульфата железа(II), в другую — такой же объём раствора хлорида железа(III). В первую пробирку добавьте 3–4 капли раствора красной кровяной соли, во вторую — 3–4 капли раствора жёлтой кровяной соли. Что наблюдаете? Сравните цвет образующихся осадков.

При добавлении красной кровяной соли (K₃[Fe(CN)₆]) к раствору сульфата железа(II) в первой пробирке происходит образование синего осадка — вещества, называемого турнбулевой синью. Он имеет насыщенный тёмно-синий цвет. Реакция идёт по уравнению:

(3FeSO₄ + 2K₃[Fe(CN)₆] → Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ + 3K₂SO₄)

Во второй пробирке, при добавлении жёлтой кровяной соли (K₄[Fe(CN)₆]) к раствору хлорида железа(III), также образуется синий осадок — только уже другой по составу, это берлинская лазурь:

(4FeCl₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓ + 12KCl)

Сравнение: в обеих пробирках образуются синие осадки, но их оттенки немного различаются. Турнбулева синь (в первой пробирке) — темнее и более фиолетовая, а берлинская лазурь (во второй пробирке) — ярко-синяя. Обе реакции служат качественными реакциями на ионы железа.

Стр. 176

Проверьте свои знания

1. Расскажите о нахождении железа в природе.

Железо — один из самых распространённых элементов на Земле. Оно входит в состав земной коры, хотя в ней содержится преимущественно в виде соединений — железных руд, поскольку свободное железо в природе практически не встречается. Железо также входит в состав метеоритов и считается важной частью ядра Земли.

Основными промышленными железными рудами являются:

• Красный железняк — оксид железа(III) (Fe₂O₃),

• Бурый железняк (лимонит) — гидратированный оксид железа(III) (Fe₂O₃·nH₂O),

• Магнитный железняк — смешанный оксид железа(II, III) (Fe₃O₄),

• Железный колчедан (пирит) — сульфид железа (FeS₂), который не относится к железным рудам, но используется для получения серной кислоты.

Эти соединения входят в состав природных минеральных образований, добываются в шахтах и карьерах и служат основным сырьём для получения чистого железа и его сплавов. По запасам железных руд Россия занимает одно из ведущих мест в мире.

2. Не производя расчётов, укажите, в какой из руд — красном, буром, магнитном железняке или пирите — массовая доля железа наибольшая.

Наибольшая массовая доля железа содержится в магнитном железняке (Fe₃O₄). Это объясняется тем, что в его состав входят как ионы железа(II), так и ионы железа(III), то есть в формуле на три атома железа приходится всего четыре атома кислорода. По сравнению с другими рудами (в которых больше кислорода или даже воды, как в буром железняке), содержание железа в Fe₃O₄ — наибольшее.

3. Перечислите химические свойства железа. Подчеркните особенности его взаимодействия с растворами кислот и солей, а также с неметаллами.

Железо — металл с переменной валентностью, проявляющий восстановительные свойства. Оно может реагировать с кислотами, неметаллами и солями других металлов.

Основные химические свойства железа:

2. Взаимодействие с неметаллами:

Железо реагирует с серой, кислородом, галогенами:

(Fe + S → FeS)

(3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄)

(2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃)

3. Реакции с кислотами:

Железо вытесняет водород из разбавленных кислот:

(Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑)

(Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑)

Но с концентрированными азотной и серной кислотами железо не реагирует, поскольку на его поверхности образуется прочная пассивирующая оксидная плёнка.

4. Реакции с растворами солей других металлов:

Железо может вытеснять менее активные металлы из их солей:

(Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu)

В этих реакциях железо является восстановителем: оно отдаёт электроны и переходит в ионы Fe²⁺ или Fe³⁺, в зависимости от условий реакции и окислителя.

Эти свойства делают железо важным участником множества окислительно-восстановительных процессов.