Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Исходная презентация Подгруппа железа для подготовки урока химии на повышенном уровне

Содержание

рядрядрядТриада железа, платиновые металлы
Подгруппа железа рядрядрядТриада железа, платиновые металлы Триада железа Платиновые металлыRuRh	Pd	Os	IrPt 3456	7	9	10	11	12Подгруппа железаFe – железо, Ru – рутений, Os – осмий Химические свойства FeПассивируется концентрированными H2SO4, HNO3 и царской водкойРастворяется в кислотах-неокислителяхFe + Ржавеет4Fe + 3O2 + 2H2O = 4FeO(OH)Реагирует с галогенами2Fe + 3Br2 = 8. Реагирует с углеродомFe + C = Fe3C	(цементит)Химические свойства Fe Химические свойства Ru, Os1. Окисление кислородомOs + 2O2 = OsO4	(200 оС)2. Окисление Получение FeЖелезо – самый распространенный d-металл (4.1%),4й по распространенности элемент в земной Применение Fe, Ru, OsFe – стали, чугун. Чистое железо не применяется!α-Fe2O3 в Только Fe образует производные в с.о. +6Получение2Fe(OH)3 + 10KOH + 3Br2 = 2Na2FeO4 = Na3FeO4 + NaFeO2 + O2(700 oC)Соединения Fe (IV, V)Получение оксопроизводных8Na2O2 Соединения Fe (III)Наиболее устойчивая с.о. FeИзвестны оксид и гидроксидыFe2O3 – красное кристаллическое Соединения Fe (III)4. ГидроксидыFe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3 + 3K2SO4 2Fe(OH)3 + Гидролиз соединений Fe(III)1. Акваион [Fe(H2O)6]3+ бесцветен2. Соли Fe(III) интенсивно окрашены (красные, коричневые)[Fe(H2O)6]3+ Комплексы Fe(III)1. Аммиакаты неустойчивыFeBr3 + 6NH3 (газ) = [Fe(NH3)6]Br3	[Fe(H2O)6]Br32. Устойчивы комплексы с Восстановление соединений Fe(III)1. Соединения Fe(III) – слабые окислители в кислой средеFe2(SO4)3 + FeCl2, FeBr2, FeI2 растворимы, гидратированы в раствореFe + 2HBr = FeBr2 + Соединения Fe (II)2. Оксид FeOСтруктура NaClНестехиометрия: Fe1–xO0.05 < x < 0.16Только основные Соединения Fe (II)Оксид Fe3O4Fe3O4 ≡ Fe2O3·FeOобращенная шпинельFe3O4 – ферромагнетик, TC = 630 Комплексы Fe(II)1. Устойчивы октаэдрические аквакомплексыFeCl2 (б/в) + 6NH3 = [Fe(NH3)6]Cl2[Fe(NH3)6]Cl2 + 2H2O Комплексы Fe (II)4. Комплексы с лигандами сильного поляK4[Fe(CN)6] + O2 ≠2K4[Fe(CN)6] + Соединения Fe(0)1. КарбонилыFe + 5CO = Fe(CO)5(200 oC, 20 атм)Fe0 (8e−)	:CO (x5)××	××	××3d	4sправило Высшие с.о. Ru, Os1. ПолучениеOs + 2O2 = OsO4Na2RuO4 + Cl2 = 1. Галогениды: известны RuF4, RuCl4, OsF4, OsCl4, OsBr4Ru + 2Cl2 + 2KCl Низшие с.о. Ru, OsГалогениды: известны MX3 (кроме OsF3), MX2 (кроме MF2)2Ru + Биологическая роль Fe1. Транспорт кислородаFeКомплекс Fe(II)с порфириномОбратимый перенос кислородаСвязывание синглетного кислородаГемоглобин: 4 активных центра 2. Электрохимический транспорт: перенос энергииФерменты:пероксидаза, карбоксилаза, оксигеназа, нитрогеназа, гидрогеназа[Fe4S4]ферредиксинаБиологическая роль Fe«Кубановый кластер»
Слайды презентации

Слайд 2 ряд




ряд




ряд
Триада железа, платиновые металлы

рядрядрядТриада железа, платиновые металлы

Слайд 3 Триада железа

Триада железа

Слайд 4 Платиновые металлы
Ru
Rh Pd Os Ir
Pt

Платиновые металлыRuRh	Pd	Os	IrPt

Слайд 5 3
4
5
6 7 9 10 11 12
Подгруппа железа
Fe – железо, Ru – рутений, Os

3456	7	9	10	11	12Подгруппа железаFe – железо, Ru – рутений, Os – осмий

– осмий


Слайд 6 Химические свойства Fe
Пассивируется концентрированными H2SO4, HNO3 и царской

Химические свойства FeПассивируется концентрированными H2SO4, HNO3 и царской водкойРастворяется в кислотах-неокислителяхFe

водкой


Растворяется в кислотах-неокислителях
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe2+
10Fe

+ 36HNO3 (разб) = 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O


Не растворяется в щелочах


Реагирует с кислородом при нагревании
мелкодисперсное чистое железо пирофорно!

Fe3+

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

Fe3+


Слайд 7 Ржавеет

4Fe + 3O2 + 2H2O = 4FeO(OH)

Реагирует с

Ржавеет4Fe + 3O2 + 2H2O = 4FeO(OH)Реагирует с галогенами2Fe + 3Br2

галогенами

2Fe + 3Br2 = 2FeBr3 Fe + I2 = FeI2

Реагирует

с неметаллами при нагревании

Fe + S2 = FeS2 Fe + P = FeP4

FeO(OH)




FeS2 ≡ Fe2+S22–

Химические свойства Fe


Слайд 8 8. Реагирует с углеродом

Fe + C = Fe3C (цементит)
Химические

8. Реагирует с углеродомFe + C = Fe3C	(цементит)Химические свойства Fe

свойства Fe


Слайд 9 Химические свойства Ru, Os
1. Окисление кислородом
Os + 2O2

Химические свойства Ru, Os1. Окисление кислородомOs + 2O2 = OsO4	(200 оС)2.

= OsO4 (200 оС)

2. Окисление фтором

Ru + 3F2 = RuF6
Ru

+ O2 = RuO2

(400 oC)

Os + 3F2 = OsF6

При Т > 1000 oC реагируют с S, Se, Te, P, Si, C, B,
но не N2

Ru + Si = RuSi

Не растворяются в кислотах-окислителях и щелочах

Щелочное окисление

Ru + 3NaNO3 + 2NaOH (ж) = Na2RuVIO4 + 3NaNO2 + H2O
аналогично для Os


Слайд 10 Получение Fe
Железо – самый распространенный d-металл (4.1%),

4й по

Получение FeЖелезо – самый распространенный d-металл (4.1%),4й по распространенности элемент в

распространенности элемент в земной коре

основные минералы: Fe2O3 красный железняк,

гематит FeCO3 железный шпат, сидерит; Fe3O4 магнитный железняк, магнетит; FeTiO3 ильменит; FeOOH гётит; FeS2 железный колчедан, пирит


Доменный процесс: Fe2O3 + CO = Fe + CO2

(700-900 oC)


«Прямое» получение: Fe3O4 + CH4 = 3Fe + CO2 + 2H2O

(1000 oC)

Сверхчистое железо: Fe(CO)5 = Fe + 5CO

(200 oC)


Слайд 11 Применение Fe, Ru, Os
Fe – стали, чугун. Чистое

Применение Fe, Ru, OsFe – стали, чугун. Чистое железо не применяется!α-Fe2O3

железо не применяется!


α-Fe2O3 в ферритах


Оксиды Fe – пигменты


Fe2O3 в

составе катализаторов


Ru – в составе покрытий


6.

Ru, Os

изготовление сверхтвердых, инертных и износостойких инструментов

RuCl3·3H2O


Слайд 12 Только Fe образует производные в с.о. +6


Получение


2Fe(OH)3 +

Только Fe образует производные в с.о. +6Получение2Fe(OH)3 + 10KOH + 3Br2

10KOH + 3Br2 = 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O
K2FeO4

+ BaCl2 = BaFeO4↓ + 2KCl

красный

Устойчивость: стабильны только в щелочном растворе


4Na2FeO4 + 6H2O = 4FeO(OH) + 8NaOH + 3O2


Окислитель

2K2FeO4 + 16HCl = 2FeCl3 + 3Cl2 + 4KCl + 8H2O

4K2FeO4 + 10H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 + 3O2 + 4K2SO4 + 10H2O

Соединения Fe(VI)

FeO42–

2K2FeO4 + 2NH3 = 2FeO(OH) + N2 + 4KOH


Слайд 13 2Na2FeO4 = Na3FeO4 + NaFeO2 + O2
(700 oC)
Соединения

2Na2FeO4 = Na3FeO4 + NaFeO2 + O2(700 oC)Соединения Fe (IV, V)Получение

Fe (IV, V)
Получение оксопроизводных


8Na2O2 + 2Fe2O3 = 4Na4FeO4 +

3O2


12KO2 + Fe3O4 = 3K4FeO4 + 8O2


2SrO + Fe2O3 + ½O2 = 2SrFeO3


Получение фторопроизводных


FeF2 + 2CsF + XeF2 = Cs2[FeF6] + Xe


Неустойчивы в растворе

(800 oC)


(900 oC)


(900 oC)

d4: t2g eg

3 1

3Na4FeO4 + 5H2O = Na2FeO4 + Fe2O3 + 10NaOH


4. Производные Fe(V) неустойчивы


Слайд 14 Соединения Fe (III)
Наиболее устойчивая с.о. Fe

Известны оксид и

Соединения Fe (III)Наиболее устойчивая с.о. FeИзвестны оксид и гидроксидыFe2O3 – красное

гидроксиды

Fe2O3 – красное кристаллическое вещество, 5 кристаллических модификаций, основные:

α-Fe2O3 (гематит) γ-Fe2O3 (маггемит)

α-Fe2O3 – низкая реакционная способность
γ-Fe2O3 – высокая реакционная способность

γ-Fe2O3

FeOOH

α-Fe2O3 γ-Fe2O3

400 оС

90 оС

γ-Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

γ-Fe2O3 + 6KOH (конц) + 6H2O = 2K3[Fe(OH)6]

α-Fe O

α-Fe2O3 + KOH ≠

α-Fe2O3 + HCl ≠

2 3

γ-Fe2O3


Слайд 15 Соединения Fe (III)
4. Гидроксиды
Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3

Соединения Fe (III)4. ГидроксидыFe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3 + 3K2SO4 2Fe(OH)3

+ 3K2SO4 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O

Fe(OH)3 + Ba(OH)2 (конц) = Ba[Fe(OH)5]

5. Галогениды

Известны FeF3, FeCl3, FeBr3

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Fe2O3 + 3C + 3Cl2 = 2FeCl3 + 3CO FeCl3 + 6H2O = [FeCl2(H2O)4]Cl·2H2O

коричневый

белый

FeCl3


Слайд 16 Гидролиз соединений Fe(III)
1. Акваион [Fe(H2O)6]3+ бесцветен
2. Соли Fe(III)

Гидролиз соединений Fe(III)1. Акваион [Fe(H2O)6]3+ бесцветен2. Соли Fe(III) интенсивно окрашены (красные,

интенсивно окрашены (красные, коричневые)
[Fe(H2O)6]3+ + H2O ⇔ [Fe(OH)(H2O)5]2+ 2[Fe(OH)(H2O)5]2+

⇔ [(H2O)5FeOFe(H2O)5]4+ + H2O [Fe(H2O)6]Cl3 ⇔ [FeCl2(H2O)4]Cl·2H2O

pK = 2.7

pK = 3.0

3. Гидролиз под действием производных слабых кислот Fe2(SO4)3 + 3Na2S + 4H2O = 2FeOOH + 3Na2SO4 + 3H2S Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + H2O = 2FeOOH + 3Na2SO4 + 3CO2

E

t2g

eg

d5

высокоспиновый комплекс
ЭСКП = 0


Слайд 17 Комплексы Fe(III)
1. Аммиакаты неустойчивы
FeBr3 + 6NH3 (газ) =

Комплексы Fe(III)1. Аммиакаты неустойчивыFeBr3 + 6NH3 (газ) = [Fe(NH3)6]Br3	[Fe(H2O)6]Br32. Устойчивы комплексы

[Fe(NH3)6]Br3 [Fe(H2O)6]Br3
2. Устойчивы комплексы с π-лигандами и хелатные
[Fe(H2O)6]3+ + SCN–

= [FeSCN(H2O)5]2+

красный

Fe2(SO4)3 + 3K2C2O4 + 3BaC2O4 = 2K3[Fe(C2O4)3] + 3BaSO4
желтый

Fe2(SO4)3 + 3Ba(CN)2 + 6KCN = 2K3[Fe(CN)6] + 3BaSO4
красный
[FeSCN(H2O)5]2+

H2O

[Fe(ox)3]3–

[Fe(CN)6]

3–


Слайд 18 Восстановление соединений Fe(III)
1. Соединения Fe(III) – слабые окислители

Восстановление соединений Fe(III)1. Соединения Fe(III) – слабые окислители в кислой средеFe2(SO4)3

в кислой среде
Fe2(SO4)3 + H2S = 2FeSO4 + H2SO4

+ S Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4

2Fe2(SO4)3 + 2(NH3OH)HSO4 = 4FeSO4 + N2O + 4H2SO4 +H2O

Fe2(SO4)3 + 2KI = 2FeSO4 + K2SO4 + I2
2. Влияние комплексообразования: E0(Fe3+/Fe2+) = 0.77 В E0([Fe(CN)6]3–/[Fe(CN)6]4–) = 0.36 В

E0([Fe(С2О4)3]3–/[Fe(С2О4)3]4–) = 0.02 В -2.5

K3[Fe(С2О4)3] + KI ≠

0

1

2

3

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

nE

4K3[Fe(CN)6] + 4KOH (конц) = 4K4[Fe(CN)6] + 2H2O + O2

n

[Fe(H2O)6]n+

[Fe(CN)6]n–


Слайд 19 FeCl2, FeBr2, FeI2 растворимы, гидратированы в растворе
Fe +

FeCl2, FeBr2, FeI2 растворимы, гидратированы в раствореFe + 2HBr = FeBr2

2HBr = FeBr2 + H2 Fe + I2 =

FeI2


FeF2 нерастворим в воде

Слайд 20 Соединения Fe (II)
2. Оксид FeO

Структура NaCl

Нестехиометрия: Fe1–xO
0.05

Соединения Fe (II)2. Оксид FeOСтруктура NaClНестехиометрия: Fe1–xO0.05 < x < 0.16Только

x < 0.16
Только основные свойства окисляется при нагревании

6FeO +

O2 = 2Fe3O4

Получение:

FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O

(600 oC)

FeC2O4 FeO + CO + CO2

FeO

200 C

o


Слайд 21 Соединения Fe (II)
Оксид Fe3O4

Fe3O4 ≡ Fe2O3·FeO

обращенная шпинель
Fe3O4 –

Соединения Fe (II)Оксид Fe3O4Fe3O4 ≡ Fe2O3·FeOобращенная шпинельFe3O4 – ферромагнетик, TC =

ферромагнетик, TC = 630 oC Fe3O4 + 8HCl =

FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Fe3O4


Гидроксид

преимущественно основные свойства Fe(OH)2

pKb = 3.9

Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O

6Fe(OH)2 + O2 = 2Fe3O4 + 6H2O окисление

Слайд 22 Комплексы Fe(II)
1. Устойчивы октаэдрические аквакомплексы

FeCl2 (б/в) + 6NH3

Комплексы Fe(II)1. Устойчивы октаэдрические аквакомплексыFeCl2 (б/в) + 6NH3 = [Fe(NH3)6]Cl2[Fe(NH3)6]Cl2 +

= [Fe(NH3)6]Cl2

[Fe(NH3)6]Cl2 + 2H2O = Fe(OH)2 + 2NH4Cl +

4NH3

FeSO4 + (NH4)2SO4 = (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

Тетраэдрические комплексы неустойчивы

2CsCl + FeCl2 = Cs2[FeCl4]

Ферроцен

FeCl2 + 2Na(cp) = Fe(cp)2 + 2NaCl

(соль Мора)

(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

Fe(cp)2


Слайд 23 Комплексы Fe (II)
4. Комплексы с лигандами сильного поля

K4[Fe(CN)6]

Комплексы Fe (II)4. Комплексы с лигандами сильного поляK4[Fe(CN)6] + O2 ≠2K4[Fe(CN)6]

+ O2 ≠

2K4[Fe(CN)6] + Cl2 = 2K3[Fe(CN)6] + 2KCl
E

e g

t

2g

ЭСКП = 12/5 ΔО

μ = 0

Fe2+ d6


Слайд 24 Соединения Fe(0)
1. Карбонилы

Fe + 5CO = Fe(CO)5
(200 oC,

Соединения Fe(0)1. КарбонилыFe + 5CO = Fe(CO)5(200 oC, 20 атм)Fe0 (8e−)	:CO

20 атм)


Fe0 (8e−) :CO (x5)

×× ×× ××


3d 4s
правило 18 е– !
3Fe(CO)5 + 4NaOH

= Na2[Fe3(CO)11] + Na2CO3 + 3CO + 2H2O
Fe–2/3

Fe(CO)5 Fe2(CO)9 + CO

наиболее устойчив


Fe(CO)5

×× ××

4p

Fe3(CO)12

Fe2(CO)9


Слайд 25 Высшие с.о. Ru, Os
1. Получение

Os + 2O2 =

Высшие с.о. Ru, Os1. ПолучениеOs + 2O2 = OsO4Na2RuO4 + Cl2

OsO4
Na2RuO4 + Cl2 = RuO4 + 2NaCl
Соединения Os(VIII)
OsO4 +

2KOH = K2[OsO4(OH)2] OsO4 + 2NaF = Na2[OsO4F2] 4OsO4 + 2F2 = 2Os2O3F2 + 5O2 OsO4 + NH3 + KOH = K[OsO3N]

Окислительные свойства

перосмат

2OsVIIIO4 + C2H5OH + 5KOH = 2K2[OsVIO2(OH)4] + CH3COOK

2RuVIIIO4 + 4KOH = 2K2RuVIO4 + O2 + 2H2O окислитель

3K2RuO4 + HNO3 = 2KRuO4 + RuO2 + 4KNO3 + 2H2O

[F(OsO2F3)2]+

OsO4

Ru6+ → Ru7+ + Ru4+

диспропорционирование


Слайд 26 1. Галогениды: известны RuF4, RuCl4, OsF4, OsCl4, OsBr4
Ru

1. Галогениды: известны RuF4, RuCl4, OsF4, OsCl4, OsBr4Ru + 2Cl2 +

+ 2Cl2 + 2KCl = K2[RuCl6]
t2g4eg , μ =

2.8 мБ

0

OsCl4 + 2KCl = K2[OsCl6] K2[OsCl6] + en = [OsCl4(en)] + 2KCl RuO4 + 14HCl + 4KCl = K4[Ru2OCl10] + 7H2O + 4Cl2
темно-красный

2. Оксиды RuO2, OsO2

структура рутила

RuO2 : темно-синий, т.разл. = 1200 оС

OsO2 : светло-коричневый, т.разл. = 600 оС

Ru + O2 = RuO2 (400 oC)

OsO4 + H2 = OsO2 + 2H2O (25 oC)

3. Кислородные соединения

RuO2 + SrCO3 = SrRuO3 (700 oC)

2K4[Ru2OCl10] + 6H2SO4 + 16H2O = [Ru4O6(H2O)12](SO4)2 +

[Ru2OCl10]

4–

Соединения Ru, Os (IV)

RuO

4K2SO4 + 20HCl

2


Слайд 27 Низшие с.о. Ru, Os
Галогениды: известны MX3 (кроме OsF3),

Низшие с.о. Ru, OsГалогениды: известны MX3 (кроме OsF3), MX2 (кроме MF2)2Ru

MX2 (кроме MF2)

2Ru + Cl2 = 2RuCl3 2RuO4 + 16HI

(aq) = 2RuI3 + 5I2 + 8H2O

2RuO4 + 16HCl (конц) + 6KCl = 2K3[RuCl6] + 5Cl2 + 8H2O

Комплексы Ru, Os (III) все – октаэдры, низкоспиновые

RuCl3·3H2O + 2NaCl = Na2[RuCl5(H2O)] + 2H2O

красный

RuCl3·3H2O + 3H2C2O4 = H3[Ru(C2O4)3]+3HCl+3H2O

темно-зеленый

2K2[OsO2(OH)4] + 16HCl (конц) + 2KCl = 2K3[OsCl6] + 12H2O + 3Cl2

[Ru(H2O)6]3+ + e– = [Ru(H2O)6]2+

[Ru(NH3)6]3+ + e– = [Ru(NH3)6]2+

3. Комплексы Ru(II)

E0 = +0.23 В

E0 = +0.24 В

[Ru(NH3)5(H2O)]Cl2 + N2

[Ru(NH3)5(N2)]Cl2 + H2O

P


Слайд 28 Биологическая роль Fe
1. Транспорт кислорода





Fe
Комплекс Fe(II)
с порфирином
Обратимый перенос

Биологическая роль Fe1. Транспорт кислородаFeКомплекс Fe(II)с порфириномОбратимый перенос кислородаСвязывание синглетного кислородаГемоглобин: 4 активных центра

кислорода
Связывание синглетного кислорода
Гемоглобин: 4 активных центра


  • Имя файла: ishodnaya-prezentatsiya-podgruppa-zheleza-dlya-podgotovki-uroka-himii-na-povyshennom-urovne.pptx
  • Количество просмотров: 164
  • Количество скачиваний: 0