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