← Железо

Химические свойства железа

С соляной кислотой железо даёт +2, с хлором сразу +3 — от окислителя зависит продукт.

5. Химические свойства простого вещества

При обычных условиях железо малоактивно благодаря оксидной плёнке. Однако при нагревании, особенно в мелкораздробленном состоянии, оно активно реагирует почти со всеми неметаллами.

Взаимодействие с неметаллами

С галогенами
Реакция требует нагревания. Активные галогены (хлор, бром) окисляют железо до степени +3. Железо энергично сгорает в хлоре с образованием хлорида железа(III):
2Fe + 3Cl2 t°→ 2FeCl3
А менее активный йод — только до +2:
Fe + I2 t°→ FeI2
Реакция железа с йодом
С серой
При нагревании смеси порошков железа и серы протекает экзотермическая реакция с образованием сульфида железа(II):
Fe + S t°→ FeS
С кислородом
При горении на воздухе (например, стальной ваты) или в чистом кислороде образуется смешанный оксид — железная окалина:
3Fe + 2O2 t°→ Fe3O4
Только при пропускании кислорода через расплав возможно образование оксида железа(II):
2Fe + O2 t°→ 2FeO

Важно для ЕГЭ

Запомните закономерность — сильные окислители (Cl2, Br2, HNO3) окисляют Fe до +3, а слабые (I2, S, HCl, разб. H2SO4) — до +2.

Взаимодействие со сложными веществами

Свойство Уравнения реакций
С водой
(в раскаленном состоянии)
Раскаленное железо реагирует с водяным паром, образуя железную окалину:
3Fe + 4H2O(пар) t°→ Fe3O4 + 4H2↑
Реакция железа с водой
С кислотами-неокислителями
(HCl, разб. H2SO4)
Железо находится левее водорода и вытесняет его из разбавленных кислот, образуя соли железа(II):
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Реакция железа с HCl
С кислотами-окислителями
(конц. H2SO4, HNO3)
На холоде концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо. Только при нагревании происходит реакция с образованием солей железа(III):
2Fe + 6H2SO4(конц.) t°→ Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Fe + 6HNO3(конц.) t°→ Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
Реакция железа с конц. азотной кислотой
Разбавленная азотная кислота:
Fe + 4HNO3(разб.) → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
С солями
(вытеснение металлов)
Железо вытесняет менее активные металлы:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
Реакция железа с CuSO4
С солями Fe(III)
(сопропорционирование)
Железо растворяется в растворах солей железа(III), переходя в степень +2:
2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Вопрос 1: Реакции с неметаллами и кислотами (Уравнения)

Проверка

Допишите уравнения химических реакций железа и расставьте коэффициенты:

  1. $Fe + Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} \dots$
  2. $Fe + I_2 \xrightarrow{t^\circ} \dots$
  3. $Fe + O_2 \xrightarrow{t^\circ} \dots$ (горение на воздухе)
  4. $Fe + HCl \rightarrow \dots + \dots\uparrow$
  5. $Fe + H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t^\circ} \dots + \dots\uparrow + \dots$
  6. $Fe + HNO_3(разб.) \rightarrow \dots + NO\uparrow + \dots$

Ответ:

  1. $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2FeCl_3$ (сильный окислитель окисляет до +3)
  2. $Fe + I_2 \xrightarrow{t^\circ} FeI_2$ (слабый окислитель окисляет только до +2)
  3. $3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4$ (железная окалина)
  4. $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$ (неокислительные кислоты дают соль Fe(II))
  5. $2Fe + 6H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t^\circ} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2\uparrow + 6H_2O$
  6. $Fe + 4HNO_3(разб.) \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO\uparrow + 2H_2O$

Пояснение: Железо пассивируется холодными концентрированными серной и азотной кислотами. При нагревании реакция идет с образованием солей Fe(III).