Железо, хром, марганец. Свойства, получение

Железо

Металл, занимающий четвёртое место по распространённости в земной коре.
Входит в состав

Получение железа

Восстановление оксида железа углём, водородом, угарным газом при нагревании.
Алюмотермия оксидов

1. Восстановление оксида железа

FeO + H2 t Fe + H2O

2. Алюмотермия

Fe2O3 + 2Al –> 2Fe + Al2O3
Восстановление железа из
его оксидов

Производство чугуна и стали

Чугун – железоуглеродистый сплав, содержащий более 2% углерода.

Производство чугуна

Для получения чугуна необходимо осуществить процессы восстановления железа из

Схема доменной печи

Этапы производства чугуна

Минералы железа перед производством размалывают (измельчают)
Удаляют из порошка примеси, которые называют

4. Уголь предварительно нагревают без доступа воздуха. В таких условиях уголь

В нижней части домны кокс сгорает до углекислого газа. Эта реакция

Кокс – твёрдое вещество, СО – угарный газ.
Газы легче проникают через

Восстановленное железо при температуре 1535 плавится и превращается в жидкость. В

Силикаты и другие примеси плавятся при более низкой температуре, чем чистое

Полученный чугун (около 10%) используется для производства чугунных изделий (сковородки, утюги,

В последнее время всё шире в мире распространяется прямое восстановление железа

Химические свойства железа

Железо в соединениях проявляет степени окисления +2 и +3.

1. Взаимодействие с простыми веществами
Железо реагирует с простыми веществами неметаллами только

2. Взаимодействие со сложными веществами

1. Во лажном воздухе железо подвергается коррозии

2. Взаимодействие со сложными веществами

2. Раскалённое железо реагирует с водой.
Реакция протекает

2. Взаимодействие со сложными веществами

3. Железо растворяется в разбавленных кислотах без

HNO3 разб. восстанавливается или до NO или до нитрата аммония (зависит

2. Взаимодействие со сложными веществами

4. Железо пассивируется концентрированной азотной и серной

2. Взаимодействие со сложными веществами

5. Железо вытесняет менее активный металл из

Соединения железа Fe+2

Оксид железа (II) FeO
Твёрдое вещество чёрного цвета не

Соединения железа Fe+2

Оксид железа (II) FeO
Растворяясь в азотной кислоте проявляет

Соединения железа Fe+2

Гидроксид железа(II) Fe(OН)2
Твёрдое вещество ,белого с зеленоватым оттенком

Соединения железа Fe+2

Соединения железа (II) проявляют восстановительные свойства и могут вступать

Соединения железа Fe+2

По этой причине свежеприготовленный гидроксид железа (II) окисляется кислородом

Соединения железа Fe+2

Восстановительные свойства солей железа +2 проявляются в ОВР:

Соединения Fe+2

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+2)

При взаимодействии бесцветного раствора соли железа

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+2)

Гексоцианоферрат (III) калия имеет другое название

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+2)

Соединения железа Fe+3

Оксид железа (III) Fe2O3
Нерастворимое в воде вещество бурого цвета
В

Амфотерные свойства оксида железа (III)

Растворяется в кислотах
Твёрдый сплавляется со щелочами и

Магнитный железняк Fe3O4

Двойной оксид железа
FeO·Fe2O3
Растворяется в кислотах с образованием двух

Гидроксид железа (III)

Студнеобразное нерастворимое в воде вещество бурого цвета

Гидроксид железа (III) амфотерен

Растворяется в кислотах
Сплавляется со щелочами и карбонатами щелочных

Гидроксид железа (III) амфотерен

3. В отличие от железа, оксида железа (III)

Соединения железа Fe+3

Соединения железа (III) проявляют окислительные свойства и могут вступать

Соединения Fe+3

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+3)

При взаимодействии желтоватого раствора соли железа

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+3)

Гексоцианоферрат (II) калия имеет другое название

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+3)

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+3)

Ещё одна реакция для идентификации
катиона железа

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАТИОН ЖЕЛЕЗА (+3)

Хлорид железа (III) используется для идентификации

Фенол даёт реакцию с хлоридом железа (III) с образованием сине-фиолетового продукта

Хлорид железа может быть использован для идентификации практически всех органических соединений

Получение оксидов и гидроксидов железа

Оксид железа (II)
Разложение гидроксида в атмосфере

Получение оксидов и гидроксидов железа

Гидроксид железа (II)
Из солей железа +2

Получение оксидов и гидроксидов железа

Оксид железа (III)
Обжиг пиприта
2. Разложение гидроксида железа

Получение оксидов и гидроксидов железа

Гидроксид железа (III)
Из солей железа +3

Ферраты

Соли содержащие феррат ион FeO4-2.
Соответствуют железной кислоте H2FeO4
Как правило окрашены в

Биологическое значение железа
Железо является макроэлементом, который входит в состав гемоглобина –

Получение марганца

Восстановление углеродом или кремнием оксидов марганца
Алюмотермия
Электролиз раствора MnSO4

Химические свойства

Марганец окрашен в светло-серый цвет, а порошок его в чёрный

1. Взаимодействие с простыми веществами

1. Марганец реагирует с кислородом с образованием

1. Взаимодействие с простыми веществами

2. Марганец реагирует с другими неметаллами при

Взаимодействие со сложными веществами

С водой реагирует марганец медленно при комнатной температуре,

Взаимодействие со сложными веществами

3. Растворяется в горячих концентрированных азотной и серной

Взаимодействие со сложными веществами

5. Взаимодействие со щелочными расплавами окислителей
6. Взаимодействие с

Оксиды и гидроксиды марганца

УСИЛЕНИЕ КИСЛОТНЫХ СВОЙТСВ

УСИЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ

Оксиды марганца

Сравнительная характеристика физических свойств

Гидроксид марганца (II) Mn(OH)2

Светло-розовые кристаллы нерастворимые в воде. На воздухе окисляясь

Окислительно-восстановительные свойства

Хром

Основные минералы, содержащие хром:
Металлический хром – блестящий серебристо-белый металл. В соединениях

Получение хрома

Алюмотермия
2. Кремнетермия
3. Электролиз растворов солей

Взаимодействие с простыми веществами
Хром реагирует с простыми веществами только при нагревании,

Взаимодействие со сложными веществами

Хром вступает в реакцию с парами воды
С кислотами

Взаимодействие со сложными веществами

3. Хром растворяется в азотной разбавленной кислоте на

Взаимодействие со сложными веществами

5. Хром взаимодействует со щелочными растворами окислителей, образуя

Оксид хрома (II)

Чёрное кристаллическое вещество нерастворимое в воде.
Получить его можно окисляя

Гидроксид хрома (II)

Нерастворимый в воде гидроксид жёлтого цвета, проявляющий основные свойства

Оксид хрома (III)

Амфотерный твёрдый оксид зелёного цвета нерастворим в воде.

Получение
Разложение дихромата аммония «химический вулкан»

Амфотерные свойства Cr2O3

Растворяется в кислотах
Сплавляется со шеломами, образуя хромиты
Сплавляется с карбонатами

С водным раствором щёлочи образуется комплексная соль – гексагидроксохромат (III) натрия

Гидроксид хрома (III)

Амфотерный гидроксид, нерастворимый в воде серо-зелёного цвета, но растворимый

Получение гидроксидов хрома

Гидроксиды хрома получаются путём добавления щёлочи в к растворам

Или используют необратимый гидролиз солей хрома:

CrO3 оксид хрома

Кристаллическое вещество красного цвета, кислотного характера. Растворяется в воде

Хроматы и дихроматы

Соли хромовой и дихромовой кислот.
Хроматы существуют только в

Окислительно-восстановительные свойства

Окислительно-восстановительные свойства

Усиление окислительных свойств

КАЧЕТСВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ХРОМАТ ИОН

С солями бария хроматы образуют хромат бария