22. Общая характеристика и химические свойства железа, кобальта и никеля.

Получение и свойства гидроксидов и солей железа ( II и III ). Качественные реакции на ионы железа.

*Получение: Fe(CO)5=Fe+5CO

FeC2O4=Fe+2CO2 (FeO)

Ni, Co: из NiO,CoO,Co2O3 восстанавливают металлы коксом. Очистка электролизом.

Для Fe характерны в соединениях степени окисления +2,+3,+6. Co имеете устойчивые ст.ок. +2,+3, возможна неустойчивая ст.ок. +4, для Ni наиболее усточивой является степень окисления +2, а неустойчивыми +3,+4

Fe-Co-Ni понижение значений уст. Ст.ок.

Железо окисляется во влажном воздухе, образуя рыхлую пленку гидратированного оксида железа (III)

4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3

Со менее устойчив к действию воды, но ок-ся паром,ю образуя СщЩ. Порошок Fe, сгорая в О2, образует в основном Fe2O3; при длительном прокаливании на воздухе железных изделий на них образуется железная окалина Fe3O4. У Co – Co3O4Ni устойчив к действию О2 и Н2О.

Металлы растворяются в соляной и серной (разб) кислотах, образуя Э(2+). Пассивируются в концентрированных кислотах-окислителях. Разбавленная HNO3: Fe=Fe(3+), Co, Ni=Co(2+), Ni(2+)

Металлы поглощают водород, но не образуют с ним соединений.

Образуют оксиды состава MeO и Me₂О₃. Им соответствуют гидроксиды состава Me(OH)2 и Me(ОН)3. Для элементов семейства железа характерно свойство присоединять нейтральные молекулы, например, оксида углерода (II). Карбонилы Ni(CO)4, Fe(CO)5 .Кобальт и никель менее реакционноспособны, чем железо. При обычной температуре они устойчивы к коррозии на воздухе, в воде и в различных растворах. Наиболее устойчивыми являются соединения железа (III), кобальта (II) и никеля (II) – для них известны почти все соли.

Химические свойства кобальта и никеля

Метагидроксиды способны окислять воду: 4MeO(OH)+2H₂O = 4Me(OH)₂+O₂

При взаимодействии с кислотами метагидроксиды восстанавливаются до степени окисления +2:

2NiO(OH) + 6HCl = 2NICl + Cl₂ + 4H₂O

Некоторые соли кобальта сильные окислители: 4CoF₃ + 2H₂O = 4CoF₂ + O₂ + 4HF

2MeSO₄ = 2MeO + 2SO₂ + O₂ (t)

2Me(NO3)₂ = 2MeO + 4NO₂ + O₂

3Me + 8HNO₃ = 3Me(NO₃)₂ +NO + 4H₂O

Химические свойства железа

3Fe+3O₂ +6H₂O = 4Fe(OH)₃

2Fe + 3Br₂ = 2Fe₂Br₃

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

Fe+ H₂SO₄ = FeSO₄ +H₂

Fe + 4HNO₃(разб., гор.) = Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

Концентрированные кислоты — окислители (HNO3, H2SO4) пассивируют железо на холоде, однако растворяют его при нагревании:

Fe + 6HNO3(к) = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 +6H2

При высокой температуре (700-900° С) железо реагирует с парaми воды: 3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂

Накаленная железная проволока ярко горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):3Fe+2O₂ = Fe₃O₄

При слабом нагревании железо взаимодействует с хлором и серой, а при высокой температуре — с углем, кремнием и фосфором.

**Оксид железа (II). Оксид железа (II) FeO — черный легко окисляющийся порошок. Амфотерен

Получение Fe₂O₃ + CO = 2FeO + CO₂

Хим. свойства

FeO +2HCl = FeCl₂ + H₂O

FeO + 4NaOH = Na₄FeO₃+ 2H₂O (t)

Оксид железа (III) Fe₂O₃ — самое устойчивое природное кислородсодержащее соединение железа. Амфотерен.

Получение Fe₂(SO₄)₃ → Fe₂O₃ + 3SO₃,

Хим. Свойства

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O Fe₂O₃ + 2NaOH = 2NaFeO₂ + H₂O

Гидроксид железа (II)

Получение Fe²⁺ + 2 OH^- = Fe(OH)₂

Хим. Свойства

Амфотерен. Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O

Fe(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Fe(OH)₄]

Гидроксид железа (III)

Получение: 4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃

Хим. Свойства

Fe(OH)₃ + 3HCl = FeCl₃ + 3H₂O Fe(OH)₃ + NaOH = NaFeO₂ + 2H₂O(спл.)

Fe(OH)₃ + 3KOH = K₃[Fe(OH)₆]

 Качественная реакция на ион железа (II) – реакция с гексацианоферратом(3) калия K₃[Fe(CN)₆]

К₃[Fe(CN)₆ ]  +FeCl₂ = KFe[Fe(CN)₆])↓ + 2KCl

Качественная реакция на ион  железа (III) – реакция с гексацианоферратом(2)  калия K₄[Fe(CN)₆]

К₄[Fe(CN)₆ ]  + FeCl₃ = KFe[Fe(CN)6])↓ + 3KCl