IIА группа 4 страница
26) Al2O3 + 6HNO3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O
4Al(NO3)3 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2 + 3O2
на катоде на аноде 8Al + 3KNO3 + 5KOH + 18H2O = 3NH3 + 8K[Al(OH)4]
27) 2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Na[Al(OH)4] + CO2 = Al(OH)3 + NaHCO3
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2
28) 2Al + 3I2 = 2AlI3
AlI3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaI
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
29) 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2AlCl3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 6KCl + 3CO2
Al(OH)3 + 3KOH = K3[Al(OH)6]
C + CO2 = 2CO
30) 2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Na[Al(OH)4] + 4HCl = AlCl3 + NaCl + 4H2O
CuO + H2 = Cu + H2O
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
31) 8Al + 3Fe3O4 = 9Fe + 4Al2O3
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
3Na[Al(OH)4] + AlCl3 = 4Al(OH)3 + 3NaCl
Железо. Соединения железа.
i. Железо.
При обычных условиях железо малоактивно, но при нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии, оно становится активным и реагирует почти со всеми неметаллами. Активные неметаллы (фтор, хлор, бром) окисляют железо до устойчивой степени окисления +3, а менее активные (сера, иод) – до степени окисления +2: 2Fe + 3Br2 = 2FeBr3 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Fe + I2 = FeI2 Fe + S FeS С углеродом и кремнием железо образует сплавы или соединения: 3Fe + С Fe3С 3Fe + Si Fe3Si При взаимодействии с кислородом железо образует окалину – двойной оксид железа (II, III)
3Fe + 2O2 Fe3O4 Fe + Fe3O4 4FeO При высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой, образуя двойной оксид железа (II, III) 3Fe + 4H2O(пар) Fe3O4 + 4H2 В воде в присутствии кислорода и во влажном воздухе железо окисляется (корродирует)
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 Железо реагирует с растворами серной и соляной кислот, вытесняя из них водород и образуя соли железа (II): Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe + H2SO4(разб) = FeSO4 + H2 Концентрированные серная и азотная кислоты при обычной температуре пассивируют железо. При нагревании железо реагирует с концентрированной H2SO4, образуя сульфат железа (III):
2Fe + 6H2SO4(конц.) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O а с концентрированной азотной кислотой, образуя нитрат железа (III): Fe + 6HNO3(конц.) Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O Разбавленная азотная кислота в зависимости от концентрации может восстанавливаться железом до NO, N2O, N2, NH3 (NH4NO3) Fe + 4HNO3(разб.гор.) = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 10Fe + 36HNO3(разб.) = 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 4Fe + 10HNO3(оч. разб.) = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые располагаются правее его в электрохимическом ряду напряжений: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu При нагревании железных опилок с щелочным расплавом сильных окислителей образуется феррат: Fe + 2KOH + 3KNO3 = 3KNO2 + K2FeO4 + H2O
2Fe(NO3)3 + Fe = 3Fe(NO3)2 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 Fe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4
ii. Cоединения железа.
1. Оксиды железа.
Оксид железа (II). Оксид железа (II) проявляет основные свойства, растворяется в кислотах, образуя соли железа (II): FeO + H2SO4(разб.) = FeSO4 + H2O
FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Оксид железа (II) проявляет окислительно-восстановительную двойственность, но восстановительные свойства преобладают. 3FeO + 10HNO3(разб.) 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O FeO + 4HNO3(конц.) = NO2 + Fe(NO3)3 + 2H2O FeO + CO Fe + CO2 Оксид железа (III) проявляет слабовыраженные амфотерные свойства: Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O Fe2O3 + Na2CO3 2NaFeO2 + CO2 Fe2O3 + 2NaOH 2NaFeO2 + H2O Fe2O3 + 3NaH 3NaOH + 2Fe Fe2O3 + KClO3 + 4KOH 2K2FeO4 + KCl + 2H2O Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3 Fe2O3 + 3СO 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + Fe 3FeO Fe2O3 + 3Н2 2Fe + 3H2O
Оксид железа (II, III) Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O 4Fe3O4 + O2(воздух) 6Fe2O3 Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2 Fe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O Fe3O4 + 10HNO3(конц.) = NO2↑ + 3Fe(NO3)3 + 5H2O Fe3O4 + 4H2SO4(разб.) = Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4Н2О
Fe3O4 + 8HI = 3FeI2 + I2 + 4H2O 3Fe3O4 + 28HNO3(разб.) = 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 3) 2Fe3O4 + 10H2SO4(конц.) = 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
2. Гидроксиды железа.
Гидроксид железа (II) проявляет основные свойства.
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O Свежеполученный белый осадок – гидроксид железа (II) на воздухе зеленеет, затем буреет, переходя в гидроксид железа (III): 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3↓ 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3 При растворении Fe(OH)2 в азотной или концентрированной серной кислотах образуются соли железа (III):
2Fe(OH)2 + 4H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O При нагревании Fe(OH)2 разлагается на оксид железа (II) и воду.
Fe(OH) 2 FeO + H2O Гидроксид железа (III) Гидроксид железа (III) проявляет слабые амфотерные свойства 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3NaOH Na3[Fe(OH)6] 2Fe(OH)3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 6Fe(OH)3 + H2
2Fe3O4 + 10H2O
3. Соли.
Соли железа (II) 2FeSO4 + Br2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2HBr FeBr2 + 4HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + 2HBr + NO2 + H2O 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O 6FeSO4 + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + K2SO4 + 4H2O 2FeSO4 + CuSO4 = Fe2(SO4)3 + Cu 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O FeCl2 + NaNO2 + 2HCl = FeCl3 + NO + NaCl + H2O 5FeCl2 + 3KMnO4 + 24HCl = 5FeCl3 + 3MnCl2 + 5Cl2 + 3KCl + 12H2O 2FeCl2 + 2H2O Fe + H2 + 2Cl2 + Fe(OH)2↓ 4FeCl2 + 8NaOH + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3↓ + 8NaCl 2FeCl2 + Cl2 + 6NaOH = Fe(OH)3 + 6NaCl + 3H2O FeCl2 + 4HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + NO2 + 2HCl↑ + H2O 3FeCl2 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + 2FeCl3 + NO + 2H2O 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 2FeI2 + 6H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + 2I2 + 3SO2 + 6H2O Fe(NO3)2 + Na2S = FeS↓ + 2NaNO3 2FeS + 7Cl2 = 2FeCl3 + 2SCl4 10FeS + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 24H2O 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 FeS + 12HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O
Солижелеза (III) FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
2FeCl3 + 3Na2S = 2FeS + S + 6NaCl 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl 2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 2FeCl3 + H2 = 2FeCl2 + 2HCl
FeCl3 + 3CH3COOAg = (CH3COO)3Fe + 3AgCl↓ 4FeCl3 + 6H2O 2Fe + 3H2 + 2Fe(OH)3 + 6Cl2 2FeBr3 + K2S + 4KOH = 2Fe(OH)2↓ + S↓ + 6KBr 2Fe(NO3)3 + 3Zn = 2Fe + 3Zn(NO2)2 2Fe(NO3)3 + 4H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + SO2 + 4HNO3 + 2H2O Fe(NO3)2 + Na2S = FeS↓ + 2NaNO3
Fe2(SO4)3 + 2KI = I2 + 2FeSO4 + K2SO4 Fe2(SO4)3 + 3BaI2 = 2FeI2 + 3BaSO4↓ + I2↓ Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 = 3BaSO4↓ + 2FeCl3 2NaFeO2 + 3NaNO3 + 2NaOH 2Na2FeO4 + 3NaNO2 + H2O 2K2FeO4 + 16HCl = 4KCl + 2FeCl3 + 3Cl2 + 8H2O 4Fe(NO3)3 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑ При смешивании растворов происходит гидролиз и по катиону слабого основания, и по аниону слабой кислоты: 2Fe(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6KNO3 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaCl 2FeCl3 + 3Na2SO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3SO2↑ + 6NaCl 2Fe(NO3)3 + 3Na2CO3 + H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaNO3 Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2 + 3Na2SO4 Fe2(SO4)3 + Na2SO3 + H2O = Na2SO4 + 2FeSO4 + H2SO4
Железо. Соединения железа. 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 покалили. Напишите уравнения описанных реакций. 5. Вещество, полученное на катоде при электролизе раствора хлорида железа (II), 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) подвергли электролизу с графитовыми электродами. Осадок бурого цвета, образовавшийся в качестве побочного продукта электролиза, отфильтровали и прокалили. Вещество, образовавшееся на катоде, растворили в концентрированной азотной кислоте при нагревании. Продукт, выделившийся на аноде, пропустили через холодный раствор гидроксида 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. 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) подвергли электролизу. Осадок бурого цвета, образовавшийся при электролизе, отфильтровали, и растворили в растворе гидроксида натрия, после чего добавили такое количество серной кислоты, которое необходимо для образования прозрачного раствора. Продукт, выделившийся на аноде, пропустили через горячий раствор гидроксида 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 сульфида 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 йодоводородной кислоты до прекращения выпадения осадка. Напишите уравнения описанных реакций. 35. Осадок, полученный при взаимодействии растворов сульфата железа () 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.
Железо. Соединения железа. 1. 2Fe + 6H2SO4(конц.) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 + Fe 3FeO
2. FeCl3 + 3AgNO3 = 3AgCl↓ + Fe(NO3)3
Fe(NO3)3 + 3KOH = Fe(OH)3↓ + 3KNO3
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3
|