3. Химические свойства железа
Краткое пояснение: Железо проявляет амфотерные свойства, взаимодействуя как с кислотами, так и с основаниями, а также обладает окислительно-восстановительной активностью, образуя соли и оксиды.
- Взаимодействие с простыми веществами (неметаллами):
- С кислородом: В холодном состоянии пассивирует (покрывается защитной пленкой оксида). При нагревании на воздухе или в кислороде образует оксид железа(II,III) (Fe₃O₄):
3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ - С хлором: Образует хлорид железа(III) (FeCl₃):
2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ - С серой: При нагревании образует сульфид железа(II) (FeS):
Fe + S → FeS
- Взаимодействие с кислотами:
- С разбавленными кислотами (HCl, H₂SO₄): Железо реагирует как активный металл, образуя соли железа(II) и выделяя водород:
Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑
Fe + H₂SO₄ (разб.) → FeSO₄ + H₂↑ - С концентрированными кислотами:
- С концентрированной соляной кислотой (HCl) при нагревании железо может образовывать и хлорид железа(III).
- С концентрированной серной кислотой (H₂SO₄) и азотной кислотой (HNO₃) железо пассивируется (покрывается плотной оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему взаимодействию) при обычных условиях. При сильном нагревании возможно взаимодействие с выделением SO₂ или NO/NO₂.
- Взаимодействие с солями:
- Железо вытесняет из растворов солей менее активные металлы (например, медь, серебро):
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓
2Fe + 3AgNO₃ → 2Fe(NO₃)₂ + 3Ag↓ (образуется соль Fe(II), так как в растворе присутствуют ионы Fe²⁺, которые могут быть окислены до Fe³⁺)
- С водой:
- При обычных условиях железо с водой не реагирует.
- При высокой температуре (красное каление) железо реагирует с водяным паром, образуя оксид железа(II,III) (Fe₃O₄) и водород:
3Fe + 4H₂O (пар) → Fe₃O₄ + 4H₂↑ - Особенности: Железо является амфотерным металлом, но проявляет преимущественно основные свойства. Оно легко окисляется.