ГДЗ по химии 9 класс Габриелян — страница 109 (учебник)

https://foxford.ru/wiki/himiya/stroenie-i-svoystva-zheleza-i-ego-soedineniy?utm_referrer=https%3A%2F%2Fwww.yandex.ru%2F

https://videouroki.net/video/14-zhieliezo-iegho-soiedinieniia.html

https://chemege.ru/iron/

   Железо (Fe), 26-й элемент периодической таблицы Менделеева, занимает особое место среди переходных металлов. Его положение в IV периоде, побочной подгруппе VIII группы, определяет уникальное строение атома и, как следствие, его химические свойства. В отличие от элементов главных подгрупп, заполнение электронных уровней в атоме железа происходит не строго по принципу наименьшей энергии. Четыре энергетических уровня, характерные для IV периода, в атоме железа заполняются неравномерно. Внутренний уровень, ближайший к ядру, вмещает 2 электрона (1s² ). Следующий уровень содержит 8 электронов, полностью заполняя 2s и 2p-подуровни (2s² 2p⁶). Третий уровень, теоретически способный вместить 18 электронов (3s, 3p, и 3d-подуровни), содержит 14 электронов (3s²3p⁶3d⁶). Наконец, внешний, четвёртый энергетический уровень содержит всего 2 электрона (4s² ). Таким образом, полная электронная конфигурация атома железа записывается как 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².
   Неполное заполнение 3d-подуровня является ключевым фактором, определяющим многообразие степеней окисления железа и его сложные химические свойства. Важно отметить, что распределение электронов по уровням не является статичным. В химических реакциях железо проявляет переменную валентность, что связано с участием электронов как с 4s–, так и с 3d-подуровней. Наиболее распространенные степени окисления железа — +2 и +3. В соединениях со степенью окисления +2 (Fe²⁺), железо теряет два электрона с 4s-подуровня. При образовании соединений со степенью окисления +3 (Fe³⁺), железо теряет ещё один электрон, обычно с 3d-подуровня. Однако, существуют и другие, менее распространенные степени окисления, например, +4, +6, которые встречаются в специфических условиях и соединениях. Это связано со сложным взаимодействием электронов на 3d-подуровне, которые могут участвовать в образовании различных типов химических связей. Кроме того, магнитными свойствами железа также управляет не полностью заполненный 3d-подуровень. Неспаренные электроны на этом подуровне создают сильный магнитный момент, что делает железо ферромагнетиком — веществом, способным спонтанно намагничиваться в отсутствие внешнего магнитного поля. Это свойство лежит в основе широкого применения железа в электротехнике и других областях.
   Интересно, что изменение температуры может влиять на магнитные свойства железа: при достижении точки Кюри (около 770°C) железо теряет свои ферромагнитные свойства и становится парамагнетиком. Наконец, стоит отметить, что изотопы железа играют важную роль в астрофизике. ⁵⁶Fe является наиболее стабильным изотопом железа и имеет наибольшее значение в процессах нуклеосинтеза в звёздах. Это объясняется тем, что ⁵⁶Fe обладает наименьшей массой на нуклон среди всех изотопов и является энергетически наиболее выгодной конечной точкой синтеза элементов в звёздах.
   Изучение изотопного состава железа в метеоритах и на Земле помогает ученым реконструировать историю формирования Солнечной системы. Таким образом, простой, казалось бы, атом железа хранит в себе удивительное количество информации, отражающей фундаментальные законы физики и химии.

Fe ⟶ FeCl₂ ⟶ Fe(OH)₂ ⟶ FeO
1. Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂ ↑
    Fe⁰ – 2е^– ⟶ Fe²⁺, вос-ль, ок-е ǀ2ǀ1
    2H⁺ + 2е^– ⟶ H₂⁰, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1
2. FeCl₂ + 2КОН = 2КCl + Fe(ОН)₂ ↓
    Fe²⁺ + 2Cl^– + 2К⁺ + 2OH^– = 2К⁺ + 2Cl^– + Fe(OH)₂ ↓
    Fe²⁺ + 2OH^– = Fe(OH)₂ ↓
3. Fe(OH)₂ = FeO + H₂O
    Fe ⟶ FeCl₃ ⟶ Fe(OH)₃ ⟶ Fe₂O₃
1. 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃
    Fe⁰ – 3е^– ⟶ Fe³⁺, вос-ль, ок-е ǀ2
    Cl₂⁰ + 2е^– ⟶ 2Cl^–, ок-ль, вос-е ǀ3
2. FeCl₃ + 3КОН = 3КCl + Fe(ОН)₃ ↓
    Fe³⁺ + 3Cl^– + 3К⁺ + 3OH^– = 3К⁺ + 3Cl^– + Fe(OH)₃ ↓
    Fe³⁺ + 3OH^– = Fe(OH)₃ ↓
3. 2Fe(OH)₃ = Fe₂O3 + 3H₂O

а) 1. FeSO₄ + K₃[Fe(CN)₆] = K₂SO₄ + KFe[Fe(CN)₆] ↓
    2. FeCl₂ + K₃[Fe(CN)₆] = 2KCl + KFe[Fe(CN)₆] ↓
б) 1. Fe₂(SO₄)₃ + 2K₄[Fe(CN)₆] = 3K₂SO₄ + 2KFe[Fe(CN)₆] ↓
    2. Fe(NO₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] = 3KNO₃ + KFe[Fe(CN)₆] ↓
в) 1. Fe₂(SO₄)₃ + 6KSCN = 3K₂SO₄ + 2Fe(SCN)₃
    2. Fe(NO₃)₃ + 3KSCN = 3KNO₃ + Fe(SCN)₃
Реакция для обнаружения ионов железа (II) и железа (III) являются качественными реакциями.
K₃[Fe(CN)₆] — красная кровяная соль;
K₄[Fe(CN)₆] — желтая кровяная соль;
KSCN — роданид калия.

   Желтая кровяная соль изначально получали путем прокаливания отходов крови со скотобоен с поташом и опилками. Также на название оказали влияния кристаллы, которые имеют желтый цвет.
   Красная кровяная соль — получена методом окисления желтой кровяной соли. Полученное соединение имело кристаллы красного цвета.
   Берлинская лазурь (турнбулева синь) получила свое название от места получения и своего цвета.

1. Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂ ↑
    Fe⁰ – 2е^– ⟶ Fe²⁺, вос-ль, ок-е ǀ2ǀ1
    2H⁺ + 2е^– ⟶ H₂⁰, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1
2. FeCl₂ + 2КОН = 2КCl + Fe(ОН)₂ ↓
    Fe²⁺ + 2Cl^– + 2К⁺ + 2OH^– = 2К⁺ + 2Cl^– + Fe(OH)₂ ↓
    Fe²⁺ + 2OH^– = Fe(OH)₂ ↓
3. 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃
4. 2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O
5. Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂ ↑
    C²⁺ – 2е^– ⟶ C⁴⁺, вос-ль, ок-е ǀ3
    Fe³⁺ + 3е^– ⟶ Fe⁰, ок-ль, вос-е ǀ2
6. Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O
    Fe₂O₃ + 6H⁺ + 6Cl^– = 2Fe³⁺ + 6Cl^– + 3H₂O
    Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O
7. FeCl₃ + 3КOH = 3КCl + Fe(OH)₃ ↓
    Fe³⁺ + 3Cl^– + 3К⁺ + 3OH^– = 3К⁺ + 3Cl^– + Fe(OH)₃ ↓
    Fe³⁺ + 3OH^– = Fe(OH)₃ ↓
8. 2FeCl₃ + 3Zn = 3ZnCl₂ + 2Fe