Реферат: Свойства и применение железа
Реферат: Свойства и применение железа
Муниципально образовательное учреждение средняя
образовательная школа №39
Четвертной проект на тему:
«Строение и свойства железа»
Выполнил:
Проверил:
Хабаровск 2007г.
Содержание
1.
Введение……………………………………………………3
2. Свойства и использование железа. Доменная печь…………..…..4
3. Список литературы…………………………………………………..8
Введение
Железо
- один из самых распространенных металлов в земной коре. Люди научились
извлекать железо из руды и обрабатывать его около 4 тыс. лет назад.
Содержание
железа в земной коре составляет 4,65%, а в целом наша планета состоит из железа
почти на 35%. В основном оно сосредоточено в земном ядре.
В
природе железо встречается в виде оксидов (соединений с кислородом) железных
рудах. Две основные железные руды – это гематит и магнетит. Гематит – одна из основных
железных руд. Этот минерал часто образует комки, похожие на почки, - конкреции.
С XIV в. для выплавки чугуна из железной
руды, смешанной с коксом, стали применять доменные печи. Чугун – это почти
чистое железо с примесью углерода, который включается в железо в доменной печи
при сгорании кокса. Углерод придает чугуну твердость.
Со
второй половины XIX в. все больше
чугуна начали перерабатывать в сталь. Сталь содержит меньше углерода, чем
чугун, и поэтому она более пластична и устойчива к резким ударным нагрузкам.
При выплавке стали углерод частично удаляют из чугуна путем продувания
кислорода через расплав и добавляют в сталь разные металлы, каждый из которых
придает ей особые свойства.
Свойства и использование железа. Доменная
печь.
Железную
руду, кокс и известняк помещают в шахту доменной печи. Руда содержит оксид
железа, кокс получают нагреванием угля без доступа воздуха, а известняк состоит
из карбоната кальция. Горячий воздух подается в нижнюю часть доменной печи. По
мере сгорания кокса содержащийся в нем углерод вступает в реакцию с кислородом
воздуха, в ходе которой образуется оксид углерода. Горящий кокс нагревает сырье
в нижней части печи до температуры выше 1600 градусов по Цельсию. При такой
температуре кислород, содержащийся в оксиде железа, вступает в реакцию оксидом
углерода. В результате получается диоксид углерода, а из руды высвобождается
практически чистое железо(чугун) и стекает на дно печи. Расплавленный чугун
выливают из нижней части печи каждые 3-4 часа. Известняк взаимодействует с
песком, глиной и другими содержащимися в руде примесями, образуя так
называемый шлак. Расплавленный шлак, будучи легче чугунного расплава,
скапливается на поверхности металла и время от времени удаляется из печи через
специальное отверстие – летку.
Железо
– VIII В группы.
Электронная
конфигурация его тома:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d .Это металл, простое вещество –
восстановитель средней силы. Основные степени окисления железа в соединениях:+2,+3.
оксид железа (II) FeO –
основный оксид, его гидратная форма Fe(OH)2 - нерастворимое основание, обладает восстановительными
свойствами. Оксид железа (III)Fe2O3 – основный оксид с признаками амфотерного оксида. Его
гидроксид Fe(OH)3- амфотерный
гидроксид с преобладанием основных свойств. Соединения железа(III)
– слабые окислители. Из соединений железа они наиболее химически инертны.
Чистое
железо, не содержащее примесей, - прочный и пластичный металл, который легко
куется и прокатывается. Железо притягивается магнитом. Плотность металла 7,87
г/см³, относится к тяжелым металлам(черная металургия). Температура
плавления 1535 градусов по Цельсию, кипения – 3200 градусов по Цельсию.
С
простыми веществами железо реагирует только при высокой температуре: сгорает на
воздухе с образованием оксида Fe2O3, хлором окисляется Fe +3 .
2Fe+3Cl2=2FeCl3
- хлорид железа (III).
При
нагревании с серой образуется сульфид железа (II)FeS,с углеродом –
карбид железа Fe3C.
В
разбавленных растворах хлороводородной (соляной) и серной кислот железо
растворяется с образованием соединений Fe(II):
Fe+2HCl=FeCl2+H2é.
Разбавленная
азотная и концентрированная серная кислота окисляют железо до Fe+3:
Fe+4HCl=Fe(NO3)3+NO+2H2O,
2Fe+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O.
Концентрированная
азотная кислота пассивирует железо, создавая на поверхности защитную оксидную
пленку.
Железо
вытесняет малоактивные металлы из растворов их солей:
Fe+CuSO4=FeSO4=Cu.
Гидроксид железа (II) окисляется кислородом воздуха:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
Соединения
железа (III) – оксид и гидроксид – обладют
амфотерными свойствами. Так, оксид реагирует при нагревании с основными
оксидами:
Fe2O3+CaO=Ca(FeO2)2.
Свежеосажденный
гидроксид железа (III) легко растворяется
в кислотах:
Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O.
В
щелочах Fe(OH)3 растворяется только при длительном кипячении:
Fe(OH)3+NaOH=Na[Fe(OH)4].
Железо
(III) образует многочисленные комплексные
соединения: гидратные комплексы при гидролизе. Качественными реакциями на ионы Fe+3 и Fe+3 также являются реакции с образованием окрашенных
комплексных соединений:
Fe+2
FeSO4+K3[Fe(CN)6]=KFe[Fe(CN)6]â+K2SO4
4FeCl3+3K4[Fe(CN)6]=Fe4[Fe(CN)6]3â+12KCl
Взаимопереходы
ионов железа при передаче электронов:
Fe+2 Fe+3
обусловливают
работу дыхательных ферментов (цитохромов) , в частности, гемоглобина,
переносящего кислород от органов дыхания ко всем клеткам организма.
Список литературы
1. «Химия и
научно-технический прогресс», И.Н.Семенов, А.С.Максимов, А.А.Макареня, Москва
“Просвещение” 1999г. .(для учеников 10-11 классов)
2. «Энциклопедический словарь юного
химика», Москва 2000г.
3. «Необычные свойства обычных металлов»,
В.А.Займовский, Т.Л.Колупаева, библиотека “Квант”
|