Урок по теме: "Оксиды, гидроксиды и соли железа(II) и железа(III)"

Дата_____________                                                 Класс_______________



Тема: Оксиды, гидроксиды и соли железа(II) и железа(III)

	

Цели урока: рассмотреть электронное строение атома железа; изучить его химические и физические свойства; 



Ход работы



1. Организационный момент урока.

2. Изучение нового материала.

Соединения двухвалентного железа

 

I. Гидроксид железа (II)

 

Образуется при действии растворов щелочей на соли железа (II) без доступа воздуха:

 

FeCl2 + 2KOH = 2KCl + Fе(OH)2↓

 

Fe(OH)2 - слабое основание, растворимо в сильных кислотах:

 

Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O

Fe(OH)2 + 2H+ =  Fe2+ + 2H2O



Дополнительный материал:

Fe(OH)2 – проявляет и слабые амфотерные свойства, реагирует с концентрированными щелочами:

Fe(OH)2 + 2NaOH = Na2[Fe(OH)4]. образуется соль тетрагидроксоферрат (II) натрия

 

При прокаливании Fe(OH)2 без доступа воздуха образуется оксид железа (II) FeO:

 

Fe(OH)2  t˚C→  FeO + H2O

 

В присутствии кислорода воздуха белый осадок Fe(OH)2, окисляясь, буреет – образуя гидроксид железа (III) Fe(OH)3:

 

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3↓

 

Дополнительный материал:

Соединения железа (II) обладают восстановительными свойствами, они легко превращаются в соединения железа (III) под действием окислителей:

 

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O

 

Соединения железа склонны к комплексообразованию:

 

FeCl2 + 6NH3 = [Fe(NH3)6]Cl2

Fe(CN)2 + 4KCN = K4[Fe(CN)6] (жёлтая кровяная соль)

 

Качественная реакция на Fe2+

При действии гексацианоферрата (III) калия K3[Fe(CN)6] (красной кровяной соли) на растворы солей двухвалентного железа образуется синий осадок (турнбулева синь):

 

FeCl2 + K3[Fe(CN)6] → 2KCl + KFe[Fe(CN)6]↓ 

 

Соединения трёхвалентного железа

 

I. Оксид железа (III)

 

Образуется при сжигании сульфидов железа, например, при обжиге пирита:

 

4FeS2 + 11O2 t˚C→   2Fe2O3 + 8SO2

 

или при прокаливании солей железа:

 

2FeSO4  t˚C→  Fe2O3 + SO2 + SO3

 

Fe2O3 - оксид, в незначительной степени проявляющий амфотерные свойства

 

Fe2O3 + 6HCl  t˚C→  2FeCl3 + 3H2O

Fe2O3 + 6H+  t˚C→  2Fe3+ + 3H2O

 

Fe2O3 + 2NaOH + 3H2O  t˚C→  2Na[Fe(OH)4],  образуется соль – тетрагидроксоферрат (III) натрия

Fe2O3 + 2OH- + 3H2O t˚C→   2[Fe(OH)4]-

 

При сплавлении с основными оксидами  или карбонатами щелочных металлов образуются ферриты:

Fe2O3 + Na2O t˚C→ 2NaFeO2

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2

 

II. Гидроксид железа (III)

 

Образуется при действии растворов щелочей на соли трёхвалентного железа: выпадает в виде красно–бурого осадка

 

Fe(NO3)3 + 3KOH = Fe(OH)3↓ + 3KNO3

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓

Дополнительно:

Fe(OH)3 – более слабое основание, чем гидроксид железа (II).

Это объясняется тем, что у Fe2+ меньше заряд иона и больше его радиус, чем у Fe3+, а поэтому, Fe2+ слабее удерживает гидроксид-ионы, т.е. Fe(OH)2 более легко диссоциирует.

В связи с этим соли железа (II) гидролизуются незначительно, а соли железа (III) - очень сильно.

Гидролизом объясняется и цвет растворов солей Fe(III): несмотря на то, что ион Fe3+ почти бесцветен, содержащие его растворы окрашены в жёлто-бурый цвет, что объясняется присутствием гидроксоионов железа или молекул Fe(OH)3, которые образуются благодаря гидролизу:

 

Fe3+ + H2O ↔ [Fe(OH)]2+ + H+

[Fe(OH)]2+ + H2O ↔ [Fe(OH)2]+ + H+

[Fe(OH)2]+ + H2O ↔ Fe(OH)3 + H+

 

При нагревании окраска темнеет, а при прибавлении кислот становится более светлой вследствие подавления гидролиза.

 

Fe(OH)3 обладает слабо выраженной амфотерностью: он растворяется в разбавленных кислотах и в концентрированных растворах щелочей:

 

Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O

Fe(OH)3 + NaOH = Na[Fe(OH)4]

Fe(OH)3 + OH- = [Fe(OH)4]-

 

Дополнительный материал:

Соединения железа (III) - слабые окислители, реагируют с сильными восстановителями:

 

2Fe+3Cl3 + H2S-2 = S0 + 2Fe+2Cl2 + 2HCl

 

Качественные реакции на Fe3+

1)     При действии гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6] (жёлтой кровяной соли) на растворы солей трёхвалентного железа образуется синий осадок (берлинская лазурь):

 

FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → 3KCl + KFe[Fe(CN)6]↓ 

 

2)     При добавлении к раствору, содержащему ионы Fe3+ роданистого калия или аммония появляется интенсивная кроваво-красная окраска роданида железа(III):

 

FeCl3 + 3NH4CNS = 3NH4Cl + Fe(CNS)3

 

(при взаимодействии же с роданидами ионов Fe2+ раствор остаётся практически бесцветным).



3. Закрепление изученного материала

№1. Осуществите превращения:
FeCl2 -> Fe(OH)2 -> FeO -> FeSO4
Fe -> Fe(NO3)3 -> Fe(OH)3 -> Fe2O3-> NaFeO2



№2. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно получить:
а) соли железа (II) и соли железа (III);
б) гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III);
в) оксиды железа



4. Домашнее задание

П.44, упр.6-11, задача 3 на стр.136