Железо. кобальт, никель. Строение атомов, степени окисления. Их отношение к кислотам. Оксиды, Гидроксиды, Соли. Комплексные соединения этих элементов

Электрические свойства:

φ°(Fe2+/Fe) = –0,44 В;

φ°(Fe3+/Fe) = –0,04 В;

φ°(Co2+/Co) = –0,28 В;

φ°(Ni2+/Ni) = – 0,25 В;

4Fe + 2H2O + 3O2 = 2Fe2O3·H2O или (FeO(OH))2.

Co и Ni с водой не реагируют.

• 2Fe + 3O2 = Fe2O3;

• 6Fe2O3 = 4Fe3O4 + O2 (при 400 °C);

• 2Fe3O4 = 6FeO + O2 (при 575 °C);

• 6Co + 4O2 = 2Co3O4;

• 2Ni + O2 = 2NiO;

• Fe + S = FeS.

При нагревании:

• Co + S = CoS;

• Ni + S = NiS.

Не реагируют со щелочами.

Реакции с кислотами:

• Э + НСl = ЭCl2 + H2;

При нагревании:

• Co + 2H2SO4(конц.) = CoSO4 + SO2 + 2H2O;

• Fe + 6HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O;

• 4Fe + 10HNO3(оч. разб.) = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O;

• FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4;

• FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 2NaCl;

• 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3.

FeO и Fe(OH)2 – основные:

• Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O.

Fe2O3 и Fe(OH)3 – амфотерные:

• 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O.

При сплавлении:

• Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2.

В ряду Fe(OH)2, Co(OH)2, Ni(OH)2 устойчивость возрастает. Восстановительные свойства ослабевают.

• 2Ni(OH)2 + NaClO + H2O = 2Ni(OH)3 + NaCl.

В ряду Fe(OH)3, Co(OH)3, Ni(OH)3 устойчивость снижается. Окислительные свойства возрастают.

• 2Ni(OH)3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2 + 6H2O;

• 4Ni(OH)3 + 4H2SO4 = 4NiSO4 + O2 + 10H2O;

• Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O.

Ферраты

H2FeO4 – железная кислота.

• 2Fe(OH)3 + 10KOH + 3Br2 = 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O;

• Fe2O3 + 3BaO2 = 2BaFeO4 + BaO.

Ферраты – сильные окислители:

• FeO4 2- + 8H + + 3ē = Fe3+ + 4H2O; φ° = +1,7 В.

2K2FeO4 + 2NH3 + 2H2O = 4KOH + N2 + 2Fe(OH)3;

4K2FeO4 + 10H2O = 8KOH + 4Fe(OH)3 + 3O2.

Комплексные соединения

• K4[Fe(CN)6] — гексацианидоферрат(II) калия, жёлтая кровяная соль;

• K3[Fe(CN)6] — гексацианидоферрат(III) калия, красная кровяная соль.

FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] (берлинская лазурь) + 3KCl;

FeCl2 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] (турнбулева синь) + 2KCl.

W + 6K3[Fe(CN)6] + 8KOH = 6K4[Fe(CN)6] + K2WO4 + 4H2O.

• (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O – соль Мора.

• MeFe(SO4)2·12H2O – железные квасцы, где M = K, Na, NH4.

• Ni(CO)4, K2[Ni(CN)4], H2[CoCl4], [Co(H2O)6]Cl2, [Ni(NH3)6]Cl2.

4[Co(NH3)6]Сl2 + 2H2O + O2 = 4[Co(NH3)6](ОН)Cl2 — Реакция Чугаева.