Тема 8. Железо и его соединения

Степени окисления +2 и +3, оксиды и гидроксиды железа, качественные реакции на Fe²⁺ и Fe³⁺. 100 заданий на отработку.

Простыми словами

Железо «умеет» отдавать 2 или 3 электрона. Со слабым партнёром (соляная кислота) оно отдаёт два — получается железо(II). С сильным (хлор) — три, получается железо(III). Ржавчина — это как раз бурые соединения железа(III).

Два ряда соединений

	Железо(II), $+ 2$	Железо(III), $+ 3$
Оксид	$FeO$ — оксид железа(II), чёрный	$F e_{2} O_{3}$ — оксид железа(III), бурый (красно-бурый)
Гидроксид	$Fe (OH)_{2}$ — зеленоватый (серо-зелёный)	$Fe (OH)_{3}$ — бурый
Соли	$FeC l_{2}$ , $FeS O_{4}$	$FeC l_{3}$ , $F e_{2} (S O_{4})_{3}$ , $FeB r_{3}$

$FeO$ : $x + (- 2) = 0$ → $x = + 2$ .
$F e_{2} O_{3}$ : $2 x + 3 \cdot (- 2) = 0$ → $x = + 3$ .
$FeC l_{3}$ : $x + 3 \cdot (- 1) = 0$ → $+ 3$ .

Магнитный железняк $F e_{3} O_{4}$ содержит железо в обеих степенях окисления: его можно записать как $FeO \cdot F e_{2} O_{3}$ .

Когда +2, а когда +3

Продукт зависит от силы окислителя

Слабые окислители → $F e^{+ 2}$

Fe + 2HCl \to FeC l_{2} + H_{2} ↑

Fe + H_{2} S O_{4} \to FeS O_{4} + H_{2} ↑

Fe + CuS O_{4} \to FeS O_{4} + Cu

Fe + S t www.reknow.ru FeS

Сильные окислители → $F e^{+ 3}$

2Fe + 3C l_{2} \to 2FeC l_{3}

2Fe + 3B r_{2} \to 2FeB r_{3}

С соляной и разбавленной серной кислотой — только соль железа(II). Запись $Fe + HCl \to FeC l_{3}$ — частая ошибка.

Коэффициенты: в $Fe + H_{2} S O_{4}$ все по 1; в $2Fe + 3C l_{2} \to 2FeC l_{3}$ хлора справа $2 \cdot 3 = 6$ атомов, слева $3 \cdot 2 = 6$ ✓

Гидроксиды и качественные реакции

Оба гидроксида нерастворимы, их получают действием щёлочи на соль:

$FeC l_{2} + 2NaOH \to Fe (OH)_{2} ↓ + 2NaCl$ — зеленоватый осадок;
$FeC l_{3} + 3NaOH \to Fe (OH)_{3} ↓ + 3NaCl$ — бурый осадок.

$Fe (OH)_{2}$ на воздухе постепенно буреет, окисляясь до $Fe (OH)_{3}$ .

Ион	Реактив	Признак
$F e^{2 +}$	щёлочь	зеленоватый осадок $Fe (OH)_{2}$ , буреющий на воздухе
$F e^{3 +}$	щёлочь	бурый осадок $Fe (OH)_{3}$
$F e^{3 +}$	роданид калия $KSCN$	кроваво-красное окрашивание

Железо в природе и технике

Руды: красный железняк $F e_{2} O_{3}$ , магнитный железняк $F e_{3} O_{4}$ . Железо получают восстановлением оксида угарным газом в доменной печи:

F e_{2} O_{3} + 3CO t www.reknow.ru 2Fe + 3C O_{2}

основная реакция доменного процесса

Ржавление — коррозия железа во влажном воздухе с образованием бурых соединений железа(III).

Положение в таблице и физические свойства

Железо $Fe$ (№ 26) находится в 4-м периоде, VIII группе (побочной подгруппе; в длинной форме таблицы — 8-я группа). Типичные степени окисления: $+ 2$ и $+ 3$ .
Серебристо-серый пластичный металл; притягивается магнитом и намагничивается.
Во влажном воздухе железо ржавеет (корродирует): образуется ржавчина — гидратированный оксид железа(III).

Примеры заданий

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Как называется соединение FeO?

оксид железа(II)
хлорид железа(II)
хлорид железа(III)
оксид железа(III)

Показать ответ

Ответ: оксид железа(II)
Решение. Степень окисления железа в FeO равна +2, поэтому вещество называется оксид железа(II).

Как называется соединение Fe₂O₃?

оксид железа(II)
хлорид железа(II)
хлорид железа(III)
оксид железа(III)

Показать ответ

Ответ: оксид железа(III)
Решение. Степень окисления железа в Fe₂O₃ равна +3, поэтому вещество называется оксид железа(III).

Как называется соединение FeCl₂?

оксид железа(II)
хлорид железа(II)
хлорид железа(III)
оксид железа(III)

Показать ответ

Ответ: хлорид железа(II)
Решение. Степень окисления железа в FeCl₂ равна +2, поэтому вещество называется хлорид железа(II).

Как называется соединение FeCl₃?

оксид железа(II)
хлорид железа(II)
хлорид железа(III)
оксид железа(III)

Показать ответ

Ответ: хлорид железа(III)
Решение. Степень окисления железа в FeCl₃ равна +3, поэтому вещество называется хлорид железа(III).

Как называется соединение FeBr₂?

хлорид железа(II)
оксид железа(II)
оксид железа(III)
бромид железа(II)

Показать ответ

Ответ: бромид железа(II)
Решение. Степень окисления железа в FeBr₂ равна +2, поэтому вещество называется бромид железа(II).

Какую степень окисления приобретает железо при взаимодействии с соляной кислотой HCl?

Показать ответ

Ответ: +2
Решение. Кислота-неокислитель окисляет железо только до Fe⁺² — ответ +2.

Какого цвета вещество FeO?

бурый (красно-бурый)
бурый
чёрный
зеленоватый

Показать ответ

Ответ: чёрный
Решение. FeO — чёрный.

Какой осадок образуется при действии щёлочи на раствор соли железа(II)?

Бурый осадок Fe(OH)₃
Голубой осадок Cu(OH)₂
Зеленоватый осадок Fe(OH)₂
Белый осадок BaSO₄

Показать ответ

Ответ: Зеленоватый осадок Fe(OH)₂
Решение. Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓ — зеленоватый осадок, на воздухе он буреет.