Железо – это серебристо-белый металл с высокой химической активностью, ковкостью, тепло- и электропроводностью. Этот металл плавится при температуре 1538 градусов Цельсия, а температура кипения равна 2861 градусов Цельсия.
Самые распространенные формы, в которых встречается железо – гематит и магнетит (Fe2O3 и Fe3O4).
Является четверным по распространенности элементом (после кислорода, кремния и алюминия) в земной коре (4,85%).
Получение железа
В промышленных масштабах железо добывается в доменной печи – большая металлургическая, вертикально расположенная, печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья.
1. Доменный процесс из железных руд: к добытой железной руде добавляют, например, угарный газ (получающий в результате окисления кокса (С)) и образуется чистое железо и углекислый газ (Fe2O3 + CO = Fe + CO2);
2. Электролиз расплава солей железа: образуется чистое железо, а второй продукт зависит от исходной соли;
3. Восстановление оксида железа алюминием: при нагревании алюминий вытесняет железо из его оксида (Fe2O3) с образованием оксида алюминий и чистого железа;
Химические свойства железа
1. Взаимодействие с элементами V группы: железо реагирует с фосфором с образованием фосфида железа (III) при температуре 600-700 градусов Цельсия;
2. Взаимодействие с элементами VI группы:
- в реакции железа с кислородом могут получиться различные продукты (Fe2O3, O2+FeO, Fe3O4), но чаще всего образуется двойной оксид (Fe3O4 – железная окалина);
- сера может окислить железо только до степени окисления +2, образуется сульфид железа (II);
3. Взаимодействие с элементами VII группы:
- в реакции с йодом железо переходит в степень окисления +2, образуется FeI2;
- с остальными галогенами (бром, фтор, хлор) – в степень окисления +3 (FeCl3, FeBr3, FeF3);
Сразу напомним, что в реакции с соляной кислотой железо переходит в степень окисления +2! На этом часто ловят школьников, сдающих ЕГЭ по химии, поэтому важно обратить на это внимание.
4. Взаимодействие с водородными производными неметаллов:
- только при нагревании железо с водой образуют железную окалину и водород;
- при действии влажного воздуха (Fe + H2O + O2) образуется гидроксид железа (III);
5. Взаимодействие с солями:
- железо вытесняет металлы, стоящие правее него в ряду активности металлов, например, вытесняет медь из сульфата меди;
- важно, что железо может взаимодействовать с солями железа (III), например, в реакции железа с хлоридом железа (III) образуется хлорид железа (II), аналогичная ситуация будет с нитратом железа (III), образуется Fe(NO3)2;
6. Взаимодействие с кислотами-неокислителями: железо вытесняет водород из кислоты и образуется соль с железом в степени окисления +2!
7. Взаимодействие с кислотами-окислителями: без нагрева реакции не будет! Но стоит нагреть реагенты, и реакция пойдет. Например, железо с концентрированной серной кислотой чаще всего образуют сульфат железа (III), оксид серы (IV) и воду.
Стань покорителем химии вместе с нами!
В этой статье мы рассмотрели все особенности железа! Для сдачи ЕГЭ на высокие баллы необходимо научиться применять знания на заданиях формата экзамена. В онлайн школе Lomonosov.school вы сможете не только наработать свои знания для сдачи ЕГЭ, но и научитесь применять их для решения заданий на свойства железа.