Параграф 34 Химия 9 класс Габриелян | Конспект

Железо как элемент

1. Символика железа. Железо связано с богом войны Марсом и используется алхимиками в качестве символа планеты Марс. Эта связь подчёркивает его важность в военной и космической технике.

2. Строение атома. Атом железа отличается от металлов группы А, так как заполняет предвнешний энергетический уровень. Именно поэтому железо проявляет такие свойства, как высокая химическая активность и переменная валентность.

3. Переменная валентность. Железо проявляет степени окисления +2, +3 и реже +6. Эти свойства определяют его роль в различных химических реакциях и соединениях.

4. Распределение в природе. Железо является одним из самых распространённых элементов земной коры, встречается в составе руд, таких как красный железняк (гематит), бурый железняк (лимонит) и магнетит.

5. География добычи. Россия занимает ведущие позиции по запасам железных руд, что делает её одной из крупнейших стран-экспортёров этого ресурса.

Железо как простое вещество

1. Физические свойства. Железо — серебристо-белый металл с температурой плавления 1536 °C. Оно отличается пластичностью, что делает его легко обрабатываемым.

2. Магнитные свойства. Железо способно намагничиваться и используется в электротехнике, например, в сердечниках трансформаторов и электромоторов.

3. Окисление кислородом. Взаимодействие с кислородом приводит к образованию оксидов железа. Например, железная окалина (Fe₃O₄) образуется при высокой температуре.

4. Реакция с хлором. Железо взаимодействует с хлором, образуя хлориды железа (например, FeCl₃), где степень окисления достигает +3.

5. Применение. В промышленности железо используется как в чистом виде, так и в составе сплавов, что расширяет его функциональность.

Химические свойства железа

1. Восстановительные свойства. Железо, как металл, проявляет восстановительные свойства, отдавая электроны в ходе химических реакций.

2. Реакция с кислородом. При нагревании железо взаимодействует с кислородом, образуя оксиды разной степени окисления, например, FeO, Fe₂O₃ и Fe₃O₄.

3. Реакция с кислотами. Железо реагирует с соляной и серной кислотами, выделяя водород. Концентрированные кислоты, такие как фосфорная, пассивируют железо, покрывая его защитной плёнкой.

4. Взаимодействие с водой. При нагревании с паром железо образует железную окалину и водород, что используется в способах получения водорода.

5. Взаимодействие с другими металлами. Железо вытесняет менее активные металлы из растворов их солей, например, медь.

Соединения железа

1. Гидроксид железа (II). Получается реакцией солей железа с щелочами. Это нерастворимое вещество обладает основными свойствами и участвует в реакциях с кислотами.

2. Оксиды железа. FeO, Fe₂O₃ и Fe₃O₄ отличаются степенями окисления. FeO проявляет основные свойства, а Fe₂O₃ используется как катализатор и в сварке.

3. Оксид железа (III). Этот оксид взаимодействует с щелочами при высокой температуре, образуя ферриты, которые применяются в электронике.

4. Соли железа. Хлориды и сульфаты железа активно используются в промышленности, например, для очистки воды и органического синтеза.

5. Качественные реакции. Ионы Fe³⁺ можно обнаружить в растворах с помощью роданида калия, который окрашивает их в красный цвет.

Применение железа

1. Металлургия и строительство. Железо используется в производстве стали, которая является основным конструкционным материалом в машиностроении и строительстве.

2. Электротехника. Благодаря магнитным свойствам железо находит применение в сердечниках трансформаторов и электромоторов.

3. Катализаторы. Соединения железа, такие как хлорид железа (III), используются как катализаторы в органическом синтезе.

4. Медицина. Соединения железа применяются для диагностики и лечения анемии, а также для определения состава крови.

5. Очистка воды. Соли железа, например, сульфаты, используются для очистки питьевой воды и в водоочистных станциях.