Ферум та його сполуки

1. Ферум та його сполуки

2. Що необхідно знати: • властивості Феруму як представника елементів побічних підгруп та сполук, утворених ним • характеризувати Ферум за положенням в періодичній системі та будовою його атома; • прогнозувати хімічні властивості заліза та його сполук, описувати їх хімічними рівняннями; • пояснювати застосування заліза та його сполук на основі їх властивостей. Що необхідно вміти: Виконай завдання позначені символом

3. Ферум. Залізо

4. Символом Всесвітньоїпромисловоївиставки 1958 року став незвичайнийпавільйонпідназвоюАтоміум. Це куб, в кутах якогомістятьсявісім куль, а дев’ятий – в центрі. Цекоміркакристалічноїґраткизаліза, збільшена в 165 млрд. разів. Павільонтакоїформивказує на важливістьзаліза в кінці другого тисячоліття, алевонозбережесвоєзначенняі в третьому. На яких властивостях ґрунтується широке використання заліза?

5. Будова атома на основі положення в періодичній системі та можливі ступені окиснення 1. Опиши положення Ферума в періодичній системі хімічних елементів. 2. В чому особливості будови електронної оболонки атома Феруму? 3. Які ступені окиснення він може проявляти? 4. Який ступінь окиснення найбільш стійкий? Чому?

6. Знайди відповідність між стовпчиками та перевір себе: Перевір себе! +8 K2FeO4 +6 FeO 0 Fe2O3 +3 Ba2FeO4 +2 Fe +4 склад не визначено

7. Поширення в природі Після Алюмінію Ферум – найпоширеніший метал на земній кулі, він трапляється у вигляді сполук, а у вільному стані – у метеоритах. За твердженням вчених, ядро Землі переважно складається із заліза. Знайди відповідність даних у таблиці та перевір себе Перевір себе!

8. Фізичні властивості заліза 1.Порівняй фізичні властивості заліза та металів s- і p-елементів. Як пояснити особливості фізичних властивостей заліза? Перевір себе! 2.Вкажи властивості заліза: сріблясто-сірий метал, добре проводить тепло, електричний струм, намагнічується, твердий, крихкий метал, легкий метал (має невелику густину), легко утворює сплави 3.Знайди відповідність та перевір себе:

9. Хімічні властивості заліза з неметалами з солями Fe взаємодіє з водою з кислотами з лугами Залізо – метал середньої активності, але при підвищенні температури його активність зростає, може реагувати з більшістю неметалів та складними речовинами.

10. Взаємодія з неметалами При нагріванні залізо реагує з більшістю неметалів. • взаємодія з киснем – при згоранні заліза в кисні утворюється змішаний оксид – залізна окалина - Fe3O4 (FeO• Fe2O3) Напишіть рівняння відповідної реакції, складіть схеми окиснення, відновлення і доберіть коефіцієнти. • взаємодія з галогенами – залізо згорає в атмосфері хлору з утворенням бурого диму – хлориду феруму зі ступенем окиснення +3. Ця реакція використовується для одержання сполук феруму такого ступеня окиснення. Також активно при нагріванні залізо реагує з фтором, з парами брому з утворенням броміду феруму (ІІ) при надлишку заліза. Складіть рівняння реакції утворення хлориду і броміду феруму (ІІ) і ІІІ). • взаємодія з сіркою при нагріванні відбувається дуже активно, реакція екзотермічна. Складіть рівняння реакції взаємодії сірки з залізом.

11. Взаємодія з водою • Чисте залізо стійке до дії води. Домішки підвищують його хімічну активність, і вода в присутності кисню взаємодіє з залізом з утворенням жовто-бурої плівки з гідроксиду феруму (ІІІ), яка не захищає метал від подальшого руйнування: 4Fe+6H2O+3О2= 4Fe(OН)3 Цей процес називається корозією. Деякі види метеоритного заліза не піддаються корозії. • Розжарене залізо реагує з водяною парою з виділенням водню – це залізопаровий спосіб добування водню: 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑ Лавуазьє використовував цю реакцію для добування водню: “ДослідЛавуазьє”

12. Взаємодія з кислотами Взаємодія з розведеними кислотами HClі H2SO4 При взаємодії заліза з хлоридною, розбавленою сульфатною кислотами виділяється водень і утворюються солі Феруму (ІІ): • Fe+HCl=FeCl2+H2 • Fe+H2SO4=FeSO4+H2 • При взаємодії заліза з розведеною HNO3(менше 5,5%) • Fe+ HNO3= Fe(NO3)2 +NH4NO3+ H2O • Зверни увагу! Утворюються сполуки феруму +2! • Склади схеми окиснення і відновлення, добери коефіцієнти Взаємодія з концентрованими кислотами HNO3та H2SO4 при нагріванні при звичайних умовах Fe+HNO3=Fe(NO3)3 +NO2 +H2O • Fe+H2SO4=Fe2(SO4)3+SO2+ H2O • Склади схеми окиснення і • відновлення, добери • коефіцієнти залізо з кислотами практично не взаємодіє, концентровані кислоти його пасивують. Тому ці кислоти транспортують у залізних цистернах.

13. Взаємодія з солями Залізо витісняє метали, які в ряду стандартних електродних потенціалів стоять після нього, з водних розчинів їх солей • CuSO4+Fe = Cu + FeSO4 • 1. В розчини плюмбум (ІІ) нітрату, амоній хлориду, • кобальт сульфату і калій сульфату занурили по • залізному цвяху. Напиши рівняння можливих реакцій. • 2.Задача. В розчин масою 319 г з масовою часткою CuSO430% • занурили залізну пластинку. Через деякий час масова частка • CuSO4 знизилась до 5%. Яка маса заліза вступила в реакцію? • Яка маса міді відновилась? (відповідь m(Fe)= 28 г; m(Cu)=31,8 г)

14. Взаємодія з лугами Залізо в подрібненому вигляді може розчинятися у концентрованих гарячих розчинах лугів з утворенням комплексних солей феруму (ІІ): Fe+2NaOH+2H2O=Na2[Fe(OH)4]+H2 Запиши йонно - молекулярне рівняння та назви утворену комплексну сполуку. Перевір себе! Fe0 +2Na+ + OH-+2H2O= 2Na+ + [Fe(OH)4]2-+H2 Fe0 + OH-+2H2O=[Fe(OH)4]2- + H2 Na 2[Fe(OH)4] – тетрагідроксоферат (ІІ) натрію

15. Запиши рівняння можливих реакцій між залізом та запропонованими речовинами Перевір себе!

16. Перевір себе!

17. Сполуки феруму

18. Оксиди феруму +2 і +3

19. Гідроксиди феруму +2 і +3

20. Солі феруму +2 і +3

21. Якісні реакції на сполуки феруму +2 і +3

22. Задачі-малюнки. Поясни хімічні реакції: FeCl3 Cu

23. Домашній експеримент 1.Досліди вплив середовища на корозію заліза. В три посудини налий розчини оцту, кальцинованої соди та кухонної солі, опусти в кожну по залізному цвяху (попередньо промитого милом та зачищеного шкіркою). Для контролю один цвях опусти у чисту прокип'ячену воду. Чому саме прокип'ячену? Кожного дня спостерігай за змінами – перебігом корозії. Визнач, в якому розчині корозія відбувається найбільш інтенсивно. Яке середовище у цьому розчині – кисле, лужне чи нейтральне (врахуй гідроліз)? 2.Проведи реакцію окиснення заліза йодом. Залізну деталь зачисти шкіркою до блиску. Візьми настоянку йоду і піпеткою нанеси краплі йоду на поверхню металу. Спостерігай, що відбувається. Поясни спостережувані явища.