Опыт 7. Взаимодействие железа с кислотами

Поместите по 1-2 кусочка стружки железа в две пробирки. В первую пробирку прилейте 1-2 мл раствора H₂SO₄ (2н), а во вторую - 1-2 мл раствора HNO₃ (2н). Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Помните, что при действии разбавленной серной кислоты железо окисляется до Fe²⁺, а при действии разбавленной азотной кислоты - до Fe³⁺.

Fe + H₂SO₄ ® FeSO₄ + H₂

Fe + HNO₃ ® Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

 

Опыт 8. Получение и свойства гидроксида железа(II)

Растворите в дистиллированной воде небольшое количество сульфата железа(II) и прилейте по каплям раствор NaOH (2н) или КОН (2н) до появления осадка гидроксида железа(II). Обратите внимание на цвет осадка. Полученный осадок разделите на три пробирки. В первую пробирку прилейте раствор HCl (2н), во вторую - избыток раствора щелочи (2н). Третью пробирку оставьте на некоторое время постоять на воздухе. Обратите внимание на изменение цвета в третьей пробирке. Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод о свойствах гидроксида железа(II).

FeSO₄ + 2NaOH ® Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

Fe(OH)₂ + 2HCl FeCl₂ + 2H₂O

Fe(OH)₂ + NaOH ¹

Fe(OH)₂ + O₂ +H₂O ® Fe(OH)₃

 

Опыт 9. Получение и свойства гидроксида железа(III)

К раствору соли железа(III) прилейте по каплям раствор NaOH (2н) до появления осадка гидроксида железа(III). Обратите внимание на цвет осадка. Полученный осадок разделите на две пробирки. В первую пробирку прилейте 1-2 мл раствора HCl (2н), а во вторую - избыток раствора NaOH (2н). Напишите уравнения реакций. Обладает ли гидроксид железа (III) амфотерными свойствами в мягких условиях?

FeCl₃ + 3NaOH ® Fe(OH)₃ + 3NaCl

Fe(OH)₃ + 3HCl ® FeCl₃ + 3H2O

Fe(OH)₃ + NaOH ¹

Задачи и упражнения

1. Укажите возможные степени окисления следующих элементов: а) Cr; б) Mn; в) Fe; г) Co; д) Ni; е) V. Приведите примеры соответствующих соединений.

2. Какие свойства (основные, кислотные, окислительные, восстановительные) имеют соединения: а) Cr⁺³; б) Cr⁺⁶; в) Mn⁺²; г) Mn⁺⁷; д) Fe⁺²; е) Fe⁺³. Напишите уравнения соответствующих реакций.

3. Напишите уравнения реакций свойств соединений хрома:

Cr + HCl ®	CrCl2 + NaOH ®
Cr(OH)2 + O2 + H2O ®	CrCl3 + NaOH недостаток ®
Cr(OH)3 + NaOH ®	CrCl3 + NaOH избыток ®
Cr(OH)3 + HCl ®	CrCl3 + KOH + Cl2 ®
Na3[Cr(OH)6] + NaOH + Br2 ®	K2Cr2O7 + KOH ®
K2CrO4 + H2SO4 ®	K2Cr2O7 + H2SO4 + FeSO4 ®
K2Cr2O7 + H2SO4 + NaNO2 ®	K2Cr2O7 + H2SO4 + KI ®

 

4. Напишите уравнения реакций свойств соединений марганца:

Mn + HCl ®	MnCl2 + NaOH ®
Mn(OH)2 + O2 ®	Mn(OH)2 + Br2 ®
MnO + CO	KMnO4
MnO2 + HCl (конц.) ®	KMnO4 + HCl (конц.) ®
KMnO4 + H2SO4 + H2O2 ®	KMnO4 + H2O + SO2 ®
KMnO4 + H2O + NaSO3 ®	KMnO4 + KOH + NaSO3 ®
Mn(NO3)2 + HNO3 + PbO2 ®	Mn(NO3)2 + HNO3 + NaBiO3 ®

 

5. Напишите уравнения реакций свойств соединений железа:

Fe + H2SO4 (разб.) ®	Fe + H2SO4 (конц.) ®
Fe + HNO3 (разб.) ®	FeSO4 + NaOH ®
Fe(OH)2 + O2 + H2O ®	Fe(OH)2 + H2SO4 ®
Fe(OH)3 + H2SO4 ®	FeCl3 + NaOH ®
Fe(OH)3 + NaOH	Fe2O3 + CO
FeCl3 + KI ®	FeSO4 + H2SO4 + K2Cr2O7 ®
FeCl3 + KCNS ®	FeSO4 + KCN ®
FeCl3 + K4[Fe(CN)6 ®	FeSO4 + K3[Fe(CN)6 ®

 

6. Напишите уравнения реакций следующих превращений:

а) Fe ® FeS ® Fe₂O₃ ® FeCl₃ ® Fe(OH)₃ ® Fe₂O₃ ® FeO ® Fe

б) Fe ® FeSO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ ® K₃[Fe(CN)₆] ® KFe[Fe(CN)₆]

в) Fe ® FeCl₃ ® Fe(NO₃)₃ ® Fe₂O₃ ® FeO ® FeCl₂ ® FeCl₃ ®

® Fe(SCN)₃

г) Cr ® CrCl₂ ® Cr(OH)₂ ® Cr(OH)₃ ® Na₃[Cr(OH)₆] ® Cr₂(SO₄)₃

® Cr(NO₃)₃

д) Cr ® CrCl₃ ® Cr(OH)₃ ® NaCrO₂ ® Cr(NO₃)₃ ® K₂CrO₄ ®

® K₂Cr₂O₇ ® Cr₂(SO₄)₃

е) Cr ® CrCl₃ ® K₂CrO₄ ® K₂Cr₂O₇ ® Cr₂(SO₄)₃ ® Na₃[Cr(OH)₆]

® Cr(OH)₃

ж) Mn ® MnCl₂ ® Mn(OH)₂ ® MnO₂ ® MnCl₂ ® Mn(OH)₂ ®

® MnO ® Mn

з) Mn ® MnSO₄ ® Mn(NO₃)₂ ® HMnO₄ ® KMnO₄ ® K₂MnO₄ ®

® MnSO₄

и) Mn ® Mn(NO₃)₂ ® HMnO₄ ® KMnO₄ ® MnO₂ ® MnCl₂ ® Mn

7. Смесь хлоридов алюминия и хрома(III) массой 317 г обработали избытком раствора гидроксида калия, а затем избытком хлорной воды. К полученному раствору прилили раствор нитрата бария до полного осаждения 126,5 г желтого осадка. Определите массовую долю хлорида алюминия в исходной смеси.

8. Железную пластинку погрузили вначале в разбавленную серную кислоту, а затем в раствор сульфата меди. При этом в первой реакции было собрано1,12 л газа (н.у.), а во второй реакции масса пластинки увеличилась на 2,4 г. Определите массу всего прореагировавшего железа.

9. Имеется смесь металлического железа с оксидами железа(II) и железа(III). 1 г этой смеси обработали соляной кислотой и получили 112 мл (н.у.) водорода. Далее 1 г исходной смеси восстановили водородом и получили 0,2115 г воды. Определите массовую долю оксида железа(II) в исходной смеси.

10. Смесь оксидов железа(II) и железа(III) массой 1 г восстановили полностью водородом и получили 0,27 г воды. Определите массу оксида железа(II).

11. Какую массу сплава феррохрома надо прибавить к стали массой 60 кг, чтобы массовая доля хрома в стали составила 1%? Массовая доля хрома в феррохроме равна 0,65.

12. При растворении 1,11 г смеси железных и алюминиевых опилок в 18,3%-ной соляной кислоте (плотность 1,09 г/мл) выделилось 0,672 л водорода (при н.у.) Определите массовую долю алюминия в смеси.

13. Для полного хлорирования 3 г порошковой смеси железа и меди потребовалось 1,12 л хлора (н.у.). Какая масса 36,5%-ной соляной кислоты прореагирует с 30 г этой смеси?

14. При взаимодействии 22,4 г трехвалентного металла с хлором образовалось 65 г хлорида. Определите этот металл.

15. При сжигании металла в кислороде образовалось 11,6 г оксида, для восстановления которого до металла надо 4,48 л (н.у.) оксида углерода (II). Металл растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор дает темно-синий осадок с красной кровяной солью K₃[Fe(CN)₆]. Определите молярную массу оксида.

Лабораторная работа 13

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

 

Теоретические вопросы

1. Электрохимический ряд напряжений металлов.

2. Гальванические элементы. Типы гальванических цепей: химическая, концентрационная, окислительно-восстановительная.

3. Топохимические виды коррозии.

4. Механизмы коррозионных процессов. Химическая коррозия (газовая, жидкостная). Электрохимическая коррозия (гальванокоррозия, электрокоррозия).

5. Коррозионные процессы на аноде и катоде гальванопары. Кислородная деполяризация. Водородная деполяризация.

6. Методы защиты от коррозии.

Экспериментальная часть