§ 49. Железо и его соединения

Железо как простое вещество

Физические свойства. Железо представляет собой светлый серебристо-белый металл с плотностью 7,87 г/см3 и температурой плавления 1538 °С. Металл пластичен, относительно мягок: его относительная твёрдость по шкале Мооса равна 4 (Приложение 2).

При красном калении (выше 600 °С) железо размягчается и хорошо поддаётся сварке, ковке и прокатке. Отличительной особенностью железа являются его ярко выраженные магнитные свойства — ферромагнетизм.

img

Магнитными свойствами, кроме железа, обладают кобальт, никель и некоторые сплавы этих металлов, а также природный минерал магнетит. Ферромагнетики используют в электрогенераторах, трансформаторах, для звуко- и видеозаписи, в телефонах, компьютерах и др.

Химические свойства. По химическим свойствам металлическое железо — типичный металл. Вспомним особенности известных вам взаимодействий железа с неметаллами, водяным паром, кислотами и солями (табл. 35).

Таблица 35. Химические свойства железа

Реагенты и уравнения (cхемы) реакций Условия протекания и продукт реакции
Неметаллы Железо при нагревании взаимодействует с неметаллами (азотом, бором, кремнием, фосфором, серой). Галогены окисляют железо до степени окисления +3 (кроме I2). При горении железа в кислороде образуется оксид, в котором имеются атомы железа(II) и железа(III) 
begin mathsize 14px style Fe space plus space straight S space stack equals space with t on top FeS
2 Fe space plus space 3 Сl subscript 2 space end subscript stack equals space with t on top space 2 FeCl subscript 3
3 Fe space plus space 2 straight О subscript 2 space stack equals space with t on top space Fe subscript 3 straight О subscript 4 end style
Вода При высокой температуре (около 800 °С) железо восстанавливает водород из водяного пара
begin mathsize 14px style 3 Fe space plus space 4 straight Н subscript 2 straight О space stack equals space with t on top Fe subscript 3 straight О subscript 4 space plus space 4 straight Н subscript 2 not stretchy upwards arrow end style
Кислоты Железо способно восстанавливать водород из кислот. При комнатной температуре железо в концентрированных HNО3, H24 не растворяется, так как они пассивируют его поверхность
begin mathsize 14px style Fe space plus space 2 HСl space equals space FeCl subscript 2 space plus space straight H subscript 2 not stretchy upwards arrow
Fe space plus space straight H subscript 2 SО subscript 4 left parenthesis разб right parenthesis space end subscript equals space FeSО subscript 4 space end subscript plus space straight H subscript 2 not stretchy upwards arrow end style
Соли Железо восстанавливает менее активные металлы из растворов солей
Fe plus CuSО subscript 4 space end subscript equals space FeSО subscript 4 space plus space Cu