Облако знаний. Железо и его соединения. Химия. 11 класс

Железо – переходный металл в VIIIB-группе 4-го периода. Конфигурация валентных электронов: 3d⁶4s², степени окисления: +2, +3, +6.
Железо входит в состав метеоритов, минералов магнетита Fe₃O₄, гематита Fe₂O₃, лимонита Fe₂O₃⋅nH₂O, сидерита FeCO₃ и пирита FeS₂.
Серый, ковкий металл, ферромагнетик, во влажном воздухе медленно окисляется, пассивируется в холодных концентрированных H₂SO₄ и HNO₃:
- в атмосфере кислорода сгорает 3Fe + 2O₂ = FeO⋅Fe₂O₃
- 4Fe + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃; 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃; Fe + S = FeS
- 3Fe + 4H₂O_(п) $\overset{800 ° С}{\to}$ Fe₃O₄ + 4H₂↑; Fe + 2HCl = FeCl₂ + H_2↑
- Fe + 4HNO_{3 (разб)} = Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O; Fe + 5CO = [Fe(CO)₅]
- 2Fe + 6H₂SO_{4 (конц, гор)} = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O
- Fe + 3KNO₃ + 2KOH $\overset{с п л а в л е н и е}{\to}$ K₂FeO₄ + 3KNO₂ + H₂O
FeO и Fe(OH)₂ проявляют основные свойства, Fe₂O₃ и Fe(OH)₃ – амфотерные.
Соединения Fe (II) – восстановители, Fe (III) – окислители, K₂FeO₄ – очень сильный окислитель:
${2 FeCl}_{3} + 2 KI = {2 FeCl}_{2} + I_{2} ↓ + 2 KCl$
${10 FeSO}_{4} + {2 KMnO}_{4} + {8 H}_{2} {SO}_{4} = {5 Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3} + {2 MnSO}_{4} + K_{2} {SO}_{4} + {8 H}_{2} O$
${4 K}_{2} {FeO}_{4} + {3 Cr (OH)}_{2} + {4 H}_{2} O = {4 Fe (OH)}_{3} ↓ + {3 K}_{2} {CrO}_{4} + 2 KOH$
Из железных руд производят чугун (доменный процесс) и сталь (мартеновский, конвертерный, электродуговой):
${Fe}_{2} O_{3} + 3 CO = 2 Fe + {3 CO}_{2}$
Применяется в производстве чугуна, сталей, магнитных лент, катализаторов.