§ 50. Важнейшие соединения железа

Оксиды и гидроксиды железа(II, III)

Оксид и гидроксид железа в степени окисления +2 обладают основными свойствами — они взаимодействуют с кислотами:

FeO space plus space 2 НСl space equals space FeCl subscript 2 space plus space straight H subscript 2 straight O comma
Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 2 space plus space 2 НСl space equals space FeCl subscript 2 space plus space 2 straight H subscript 2 straight O.

С другой стороны, соединения железа(II) участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, проявляя, как правило, восстановительные свойства. Без окисления соединения Fe(II) могут сохраняться только в инертной среде. На воздухе под действием кислорода или в водном растворе под действием окислителей, например О2, H2О2, железо в гидроксиде железа(II) окисляется до степени окисления +3. При этом окраска суспензии гидроксида железа(II) меняется от белой с серо-зелёным оттенком до бурой (рис. 118, а, б, Приложение 3):

img
Рис. 118. Соединения железа

4 Fe with plus 2 on top left parenthesis OH right parenthesis subscript 2 space plus space straight О subscript 2 space plus space 2 straight H subscript 2 straight О space equals space 4 Fe with plus 3 on top left parenthesis OH right parenthesis subscript 3 semicolon
2 Fe with plus 2 on top left parenthesis OH right parenthesis subscript 2 space plus space straight H subscript 2 straight О subscript 2 space equals space 2 Fe with plus 3 on top left parenthesis OH right parenthesis subscript 3.

В то же время железо в оксиде FeO (рис. 118, в) восстанавливается в реакциях с водородом, углеродом, угарным газом, более активными металлами:

Fe with plus 2 on top straight O space plus space СО space equals stack space Fe with 0 on top space plus space CO subscript 2.

Гидроксид железа(II) получают действием раствора щёлочи на соли, например:

FeCl subscript 2 space plus space 2 NaOH space equals space Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 2 not stretchy downwards arrow space plus space 2 NaCl,

а оксид можно получить разложением гидроксида:

Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 2 stack space equals space with t on top FeO space plus space straight H subscript 2 straight O.

Оксид железа(II, III) Fe3O4 — магнетит — кристаллическое вещество, в котором железо находится в двух степенях окисления +2 и +3, или Fe with plus 2 on top straight O space bold times space Fe with plus 3 on top subscript 2 straight O subscript 3, обладает магнитными свойствами.

При его взаимодействии с кислотами образуется две соли:

Fe with plus 2 on top straight O space bold times stack space Fe with plus 3 on top subscript 2 straight O subscript 3 space plus space 8 НСl space equals stack space Fe with plus 2 on top Cl subscript 2 space plus space 2 Fe with plus 3 on top Cl subscript 3 space plus space 4 straight Н subscript 2 straight О.

Оксид и гидроксид железа(III). Оксид и гидроксид железа в степени окисления +3 нерастворимы в воде и обладают слабо выраженными амфотерными свойствами (рис. 118, б, г). Они легко взаимодействуют с кислотами и кислотными оксидами, проявляя основные свойства:

2 Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 3 space plus space 3 straight H subscript 2 SО subscript 4 space equals space Fe subscript 2 left parenthesis SО subscript 4 right parenthesis subscript 3 space plus space 6 straight Н subscript 2 straight О,

а со щелочами и основными оксидами реагируют лишь при спекании, образуя ферриты:

Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 3 space plus space NaOH stack space equals space with t on top NaFeО subscript 2 space plus space 2 straight Н subscript 2 straight О semicolon
Fe subscript 2 straight О subscript 3 space plus space СaО stack space equals space with t on top Ca left parenthesis FeО subscript 2 right parenthesis subscript 2.

Гидроксид железа(III) получают из растворов солей осаждением раствором щёлочи:

FeCl subscript 3 space plus space 3 NaOH space equals space Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 3 not stretchy downwards arrow space plus space 3 NаCl.

Fe2О3 образуется при термическом разложении Fe(OH)3:

2 Fe left parenthesis OH right parenthesis subscript 3 stack space equals space with t on top Fe subscript 2 straight О subscript 3 space plus space 3 straight Н subscript 2 straight О.