Металлы (стр. 4 из 4)
Соли двухвалентного железа легко окисляются кислородом воздуха
4FeSO4 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)SO4,
и другими окислителями:
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Получение и свойства карбонатов железа:
FeCl2 + 2NaHCO3 = FeCO3 + H2O + CO2+ 2NaCl FeCO3 + H2O + CO2 = Fe(HCO3)2,
FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S.
При сильном нагревании соли разлагаются:
Fe2(SO4)3® Fe2O3 + 3SO3.
Соли железа (III) реагируют с сильными восстановителями:
2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + 2KCl + I2 2FeCl3 + 3Na2S = 2FeS + S + 2KCl + 6NaCl
Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+:
FeCl3 + 3KSCN = Fe(SCN)3 + 3KCl
(вишневый цвет раствора)
Комплексные соединения железа:
| Fe(CN)2 + 4KCN = | K4[Fe(CN)6] |
| гексоцианоферрат (II) калия | |
| желтая кровяная соль | |
| Fe(CN)3 + 3KCN = | K3[Fe(CN)6] |
| гексоцианоферрат (III) калия | |
| красная кровяная соль |
Эти соли являются реактивами на Fe2+ и Fe3+:
| 3K4[Fe(CN)6] + 4FeCl3 = | Fe4[Fe(CN)6]3¯ + 12KCl |
| берлинская лазурь | |
| 2K3[Fe(CN)6] + 3FeCl2 = | Fe3[Fe(CN)6]2¯ + 6KCl |
| турнбулева синь |
Применение: Широко используются в промышленности сплавы железа с углеродом (стали, чугуны). На основе Fe2O3 получаются ферриты, важнейшие магнитные материалы для современной техники. Железо используется как катализатор во многих химических производствах. Оно входит в состав ферментов, катализирующих различные биохимические реакции.
Цинк и его соединения
Цинк - серебристо-серый металл, встречается в природе только в связанном состоянии: ZnS - цинковая обманка, ZnCO3 - цинковый шпат.
Получение. Цинк можно получить по реакциям:
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2,
ZnCO3
ZnO + CO2,ZnO +C
Zn + CO,ZnO + CO
Zn + CO2,ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O,
электролизом ZnSO4.
Свойства
Для цинка характерна только одна степень окисления +2. Цинк растворяется как в кислотах, так и в щелочах, вытесняя водород:
Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2,
Реакция цинка с соляной кислотой ускорятся в присутствии солей меди и замедляется в присутствии солей ртути:
Zn + 2NaOH +2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2.
Цинк растворяется в кислотах - сильных окислителях:
4Zn + 10HNO3(разб) =
= 4Zn(NO3)2 + 3H2O + NH4NO3,
Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 ,
Zn + 2H2SO4(конц) = ZnSO4 + 2H2O + SO2.
Кислородные соединения цинка
Оксид цинка получают: 2Zn + O2 = 2ZnO,
ZnCO3
ZnO + CO2.Оксид цинка амфотерен и растворяется как в кислотах, так и в щелочах:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O,
ZnO + 2KOH + H2O = K2[Zn(OH)4].
В воде ZnO не растворим, и гидроксид цинка получают из его солей:
ZnCl2 + 2KOH = Zn(OH)2 +2KCl.
Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами и растворяется как в кислотах, так и в щелочах.
Сульфид цинка:
Zn + S = ZnS,
BаS + ZnSO4 = BaSO4¯ + ZnS,
ZnS + 2O2 = ZnSO4.
Применение: Zn используется для изготовления оцинкованного железа, для получения сплавов (латуни).
Медь и ее соединения
Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью. Медь встречается в природе в самородном виде и в виде соединений: CuS×·FeS - медный колчадан, Cu2S - медный блеск, CuCO3·Cu(OH)2 - малахит.
Получение
Медь получают вытеснением из ее солей:
CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu¯,.
CuCl2 + Zn = ZnCl2 + Cu¯
обжигом природных минералов:
3Cu2S + 3O2 = 6Cu + 3SO2 .
Получаемую таким образом черновую медь, очищают, подвергая электролизу.
Свойства
Для меди наиболее характерной степенью окисления является +2, хотя возможны соединения со степенью окисления +1 и, в исключительных случаях, +3.
В ряду активности металлов медь стоит правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах - сильных окислителях.
3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O,
Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O,
Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2+ 2H2O.
Реагирует с галогенами (Г = F, Cl, Br):
Cu + Г2 = CuГ2,
2CuCl2 + 4KI = 2CuI¯ + I2 + 4KCl,
CuCl2 + Cu
2CuCl.Галогениды меди с аммиаком дают растворимые комплексные соединения:
CuCl + 2NH3 =[Cu(NH3)2]Cl,
CuCl2 + 2NH3 =[Cu(NH3)2]Cl2.
Оксиды меди и соли можно получить:
2Cu + O2 = 2CuO,
Cu(OH)2
CuO + H2O,CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Ионы меди в растворе существуют в виде комплексов [Cu(H2O)6]2+, которые придают растворам солей меди сине-голубую окраску:
CuSO4 + 2KOH = K2SO4 + Cu(OH)2¯ ,
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
(реактив Швейцера),
2CuCl + 2KOH = Cu2O¯ + 2KCl + H2O,
2Cu2O + O2 + 4H2O = 4Cu(OH)2,
Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + Cu¯ + H2O.
Сульфид меди не растворим в обычных кислотах
CuSO4 + H2S = CuS¯ + H2SO4 CuSO4 + Na2S = CuS¯ + Na2SO4,
во влажном воздухе легко окисляется:
CuS + 2O2 = СuSO4.
Карбонат меди не растворим в воде, но из-за гидролиза он не может быть получен при сливании водных растворов соды и хлорида меди:
CuCl2 + 2NaHCO3 = Cu(OH)2 + 2CO2 + 2NaCl
Медь стоит левее ртути в ряду активности металлов, поэтому она вытесняет ртуть из растворов ее солей:
Cu + Hg(NO3)2 = Cu(NO3)2 + Hg
Применение
Медь используется в электротехнике, для изготовления химических аппаратов и получения различных сплавов с оловом (бронзы), цинком (латунь), никелем, марганцем.