Соли железа и качественные реакции

Как перевести железо из +2 в +3 и обратно и как отличить их в пробирке.

8. Соли железа

Термическое разложение нитратов

Нитраты железа разлагаются по общей схеме нитратов металлов средней активности — до оксида металла, NO₂ и O₂:

4Fe(NO₃)₂ t°→ 2Fe₂O₃ + 8NO₂↑ + O₂↑

4Fe(NO₃)₃ t°→ 2Fe₂O₃ + 12NO₂↑ + 3O₂↑

Гидролиз солей железа

Растворимые соли железа (III), образованные сильными кислотами, гидролизуются ступенчато по катиону (среда кислая). Карбонаты и сульфиты Fe(III) гидролизуются необратимо:

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂↑

Fe₂(SO₄)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 3K₂SO₄

Взаимодействие солей Fe(III) с сульфитами — ОВР (Fe³⁺ окисляет SO₃²⁻):

2FeCl₃ + Na₂SO₃ + H₂O → 2FeCl₂ + Na₂SO₄ + 2HCl

Окислительные свойства солей Fe(III)

Соединения Fe³⁺ проявляют довольно сильные окислительные свойства — сами восстанавливаются до Fe²⁺.

Взаимодействие	Уравнения реакций
С сульфидами	2FeCl₃ + 3Na₂S → 2FeS + S + 6NaCl 2FeCl₃ + H₂S → 2FeCl₂ + S↓ + 2HCl
С йодидами	Соли железа(III) окисляют йодиды до свободного йода: 2FeCl₃ + 2KI → 2FeCl₂ + I₂ + 2KCl
С металлами	Соли Fe(III) могут реагировать даже с металлами, стоящими после железа в ряду активности (вплоть до меди включительно), восстанавливаясь до Fe²⁺: 2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂ Более активные металлы (левее Fe в ряду активности) восстанавливают железо до простого вещества: 2Fe(NO₃)₃ + 3Zn → 2Fe + 3Zn(NO₃)₂

Лайфхак для ЕГЭ

Fe³⁺ — окислитель «средней силы». Он окисляет Cu, I⁻, S²⁻, SO₃²⁻. Но не окисляет Br⁻ и Cl⁻! Запомните: FeCl₃ растворяет медные платы — именно на этом основано травление печатных плат.

Вопрос 1: Соли железа и их взаимные превращения (Уравнения)

Проверка

Допишите уравнения переходов между солями Fe(II) и Fe(III):

$FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow \dots$
$FeCl_3 + Fe \rightarrow \dots$
$FeCl_3 + KI \rightarrow \dots + \dots\downarrow + \dots$
$FeCl_3 + Cu \rightarrow \dots + \dots$
$FeSO_4 + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow \dots + \dots + \dots + \dots$

Ответ:

$2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$
$2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2$ (железо восстанавливает свои же соли(III))
$2FeCl_3 + 2KI \rightarrow 2FeCl_2 + I_2\downarrow + 2KCl$ (важная ОВР)
$2FeCl_3 + Cu \rightarrow 2FeCl_2 + CuCl_2$ (травление плат)
$10FeSO_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5Fe_2(SO_4)_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$ (окисление перманганатом)

9. Качественные реакции

На ионы Fe²⁺

Растворы солей имеют светлый жёлто-зелёный цвет.
Со щелочами: образуется серо-зелёный студенистый осадок Fe(OH)₂, который на воздухе быстро буреет:
FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + 2NaCl

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃
С красной кровяной солью K₃[Fe(CN)₆]: образуется синий осадок «турнбулева синь».

Осадок Fe(OH)₂

Турнбулева синь

На ионы Fe³⁺

Растворы солей имеют жёлто-оранжевый цвет.
Со щелочами: образуется бурый осадок Fe(OH)₃:
FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl
С жёлтой кровяной солью K₄[Fe(CN)₆]: образуется синий осадок «берлинская лазурь».
С роданидами (KCNS, NaCNS): раствор окрашивается в кроваво-красный цвет:
FeCl₃ + 3NaCNS → Fe(CNS)₃ + 3NaCl

Берлинская
лазурь

Осадок
Fe(OH)₃

Роданид
Fe(CNS)₃

Лайфхак для ЕГЭ

Турнбулева синь и берлинская лазурь по строению оказались идентичными веществами — Fe₄[Fe₂(CN)₆]₃. Но качественные реакции различаются: Fe²⁺ + красная кровяная соль, а Fe³⁺ + жёлтая кровяная соль.

Вопрос 1: Качественные реакции на ионы железа (Уравнения)

Проверка

Напишите уравнения качественных реакций на ионы железа:

На $Fe^{2+}$ с красной кровяной солью ($K_3[Fe(CN)_6]$).
На $Fe^{3+}$ с желтой кровяной солью ($K_4[Fe(CN)_6]$).
На $Fe^{3+}$ с роданидом калия ($KSCN$).

Ответ:

$3Fe^{2+} + 2[Fe(CN)_6]^{3-} \rightarrow Fe_3[Fe(CN)_6]_2\downarrow$ (турнбуллева синь)
$4Fe^{3+} + 3[Fe(CN)_6]^{4-} \rightarrow Fe_4[Fe(CN)_6]_3\downarrow$ (берлинская лазурь)
$Fe^{3+} + 3SCN^- \rightleftarrows Fe(SCN)_3$ (раствор кроваво-красного цвета)

Пояснение: Это специфические и очень чувствительные реакции, которые используются в аналитической химии.