# Лабораторная работа № 4 «Изучение свойств железа и его соединений» ## Цель: Изучить физические и химические свойства железа. Проделать качественные реакции на двухвалентное и трехвалентное железо. Закрепить умение работать с химическими реактивами, умение делать выводы и оформлять лабораторную работу. --- ## Оборудование и реактивы: - Штатив для пробирок - Пробирки - Магнит - Щипцы - Сухое горючее - Спички - Железная проволока - Железные стружки - Раствор сульфата железа (II) FeSO₄ - Раствор сульфата железа (III) Fe₂(SO₄)₃ - Растворы серной и соляной кислот - Раствор красной кровяной соли - Раствор желтой кровяной соли --- ## Теория вопроса: Железо является элементом побочной подгруппы восьмой группы периодической системы Д. И. Менделеева. Электронная формула атома железа: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Железо может проявлять степени окисления +2 и +3. Оно активно реагирует с кислородом, серой и другими неметаллическими веществами, а также растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. --- ## Ход работы: ### Опыт №1. Изучение физических свойств железа. **Что брали?** - Кусочек железной проволоки. **Что делали?** - Согнули кусочек проволоки, затем нагрели ее до красна и попытались согнуть снова. **Что наблюдали?** - При нагревании проволока стала более пластичной и легко гнулась. **Вывод:** Следовательно, тепловая обработка увеличивает пластичность железа, уменьшая хрупкость. **Испытание с магнитом.** - При поднесении магнита к железной проволоке проволока притягивалась. **Вывод о физических свойствах железа:** Железо — магнитный металл, обладает пластичностью и хорошей проводимостью. --- ### Опыт №2. Изучение химических свойств железа. Взаимодействие с разбавленными кислотами. **Что брали?** - Небольшие кусочки железной проволоки и железные стружки. **Что делали?** - В одну пробирку добавили 1 мл раствора соляной кислоты, а в другую — 1 мл раствора серной кислоты и нагревали. **Что наблюдали?** - При добавлении соляной кислоты наблюдали интенсивное выделение пузырьков газа, в то время как реакция с серной кислотой происходила медленнее. **Вывод:** Соляная кислота реагирует с железом более активно. - Уравнения реакций: 1. **Соляная кислота:** - **Молекулярное:** Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑ - **Полное ионное:** Fe + 2H⁺ + 2Cl⁻ → Fe²⁺ + 2Cl⁻ + H₂↑ - **Сокращенное ионное:** Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂↑ 2. **Серная кислота:** - **Молекулярное:** Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑ - **Полное ионное:** Fe + 2H⁺ + SO₄²⁻ → Fe²⁺ + SO₄²⁻ + H₂↑ - **Сокращенное ионное:** Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂↑ --- ### Опыт №3. Качественная реакция на Fe²⁺. **Что брали?** - 1 мл раствора FeSO₄. **Что делали?** - Добавили 2 капли раствора красной кровяной соли (К₃[Fe(CN)₆]). **Что наблюдали?** - Образование красного осадка - ферроцианид железа (II). **Вывод:** Наличие Fe²⁺ подтверждается образованием красного осадка. - **Уравнение реакции:** - **Молекулярное:** 3FeSO₄ + 2K₃[Fe(CN)₆] → Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ + 3K₂SO₄ - **Полное ионное:** 3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]³⁻ → Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ - **Сокращенное ионное:** 3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]³⁻ → Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ --- ### Опыт №4. Качественная реакция на Fe³⁺. **Что брали?** - 1 мл раствора Fe₂(SO₄)₃. **Что делали?** - Добавили 2 капли раствора желтой кровяной соли (K₄[Fe(CN)₆]). **Что наблюдали?** - Образование темно-синего осадка. **Вывод:** Наличие Fe³⁺ подтверждается образованием темно-синего осадка - ферроцианид железа (III). - **Уравнение реакции:** - **Молекулярное:** 2Fe₂(SO₄)₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] → 6K₂SO₄ + Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ - **Полное ионное:** 4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]⁴⁻ → Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ - **Сокращенное ионное:** 4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]⁴⁻ → Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ --- ## Общий вывод: С помощью данной лабораторной работы были изучены физические и химические свойства железа, проведены качественные реакции с его соединениями (с Fe²⁺ и Fe³⁺). Железо проявляет как металлургические, так и химические свойства, включая реакции с кислотами и образованием хелатных соединений. Данная работа подтвердила важность железа в химических процессах и охарактеризовала его как активный металл с разнообразными валентными состояниями.