Какое свойство железа не связано с его применением в качестве главного

Тесты по химии 9 класс. Тема: “Железо”

Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. С каким богом связано алхимическое обозначение железа:

+ с Марсом

– с Зевсом

– с Афродитой

2. Схемой строения атома железа является:

+ 26 Fe , 2e, 8e, 14 e, 2 e

– 26 Fe , 3e , 7e, 15e, 3e

– 26 Fe , 3e , 8e, 14 e, 3e

3. Какие степени окисления может проявлять железо:

+ плюс два, плюс три, плюс шесть

– плюс один, плюс четыре, плюс восемь

– плюс два, плюс пять, плюс семь

4. У атома железа происходит заполнение электронами:

+ предвнешнего уровня

– внешнего уровня

– внутреннего уровня

5. Формулой красного железняка является:

+ оксид железа

– гидроксид железа

– сульфат железа

6. Формулой магнитного железняка можно назвать:

+ оксид железа

– нитрат железа

– сульфит железа

7. Бурым железняком является:

+ лимонит

– гематит

– магнетит

8. Сырьем для получения серной кислоты является:

+ железный колчедан

– поваренная соль

– кремниевый песок

9. На представленной фотографии изображен:

+ магнитный железняк

– красный железняк

– бурый железняк

тест 10. Какая температура плавления у железа?

+ тысяча пятьсот тридцать девять градусов

– тысяча девятьсот сорок четыре градуса

– тысяча триста девяноста восемь градусов

11. Железо в соединениях проявляет свойства:

+ только восстановительные

– только окислительные

– как восстановительные, так и окислительные

12. Железной окалиной называют:

+ оксид железа – Fe3O4

– гидроксид железа – Fe (OH) 3

– сульфат железа – Fe 2 (SO4) 3

13. При взаимодействии железа с серой образуется:

+ сульфид железа

– сульфат железа

– сульфит железа

14. С железом реагирует:
+ соляная кислота

– концентрированная серная кислота

– фосфорная кислота

15. Какие свойства проявляет оксид железа (II)?

+ только основные свойства

– только кислотные свойства

– как основные, так и кислотные свойства

16. Каким образом окисляется оксид железа (II):

+ FeO + HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + H2O

– FeO + HNO3 = Fe(NO3)2 + N2 + O2 + H2O

– FeO + HNO3 = Fe(OH)2 + NO2 + O2 + H2O

17. Оксид железа (III) окрашен в:

+ буро – коричневый цвет

– розово – фиолетовый цвет

– оранжево – желтый цвет

18. При каких условиях реагирует оксид железа ( III) со щелочами:

+ при высокой температуре

– при низкой температуре

– при нормальных условиях

19. Уникальным свойством железа является:

+ как размагничиваться, так и намагничиваться

– только намагничиваться

– только размагничиваться

тест-20. Какой краситель входит в состав железного сурика:

+ оксид железа (III)

– гидроксид железа (III)

– гидроксид железа (II)

21. Какие свойства проявляет гидроксид железа (II)?

+ только основные свойства

– только кислотные свойства

– как кислотные, так и основные свойства

22. В какой степени окисления соли железа наиболее устойчивые:

+ плюс три

– плюс два

– плюс шесть

23. Железный купорос образует:

+ сульфат железа

– сульфид железа

– сульфит железа

24. В качестве чего используют хлорид железа ( III)?

+ катализатора

– органических удобрений

– красителя для тканей

25. Качественной реакцией на катион железа +3 является реакция с:

+ роданидом аммония

– серной кислотой

– гидроксидом натрия

26. Для обнаружения в растворе катионов железа +2 и +3 используют:

+ гексацианоферрат (II) калия – K4(Fe(CN)6)

– ортофосфорную кислоту – H3PO4

– гидроксид железа Fe(OH)3

27. Если человек не будет получать железа, то у него появится:

+ анемия

– болезнь Парксинсона

– болезнь Альцгеймера

28. В какой белок входит железо:

+ гемоглобин

– миоглобин

– актин

29. В каком периоде периодической системы Менделеева находится железо:

+ в четвертой

– в восьмой

– в пятом

тест_30. Сколько электронов находится на предвнешнем уровне:

+ четырнадцать

– пятнадцать

– шестнадцать

31. Какая активность у железа:

+ средняя активность

– низкая активность

– высокая активность

32. Гидроксид железа на воздухе изменяет окраску:

+ от зеленого до бурого

– от бурого до зеленого

– от желтого до оранжевого

33. Какие свойства проявляют гидроксид и оксид железа ( III)?

+ слабовыраженные амфотерные свойства

– сильновыраженные амфотерные свойства

– не проявляет амфотерных свойств

34. При каких условиях протекает реакция железа с щелочами:

+ при длительном нагревании

– при длительном охлаждении

– при нормальных условиях

35. В какой цвет окрашены соли железа (III)?

+ желто – оранжевый цвет

– буро – черный цвет

– фиолетово – голубой цвет

36. Чистое железо является:

+ непрочным, мягким

– прочным, жестким

– прочным, мягким

37. Цементитом называют:

+ карбид железа

– карбонат железа

– гидроксид железа

38. Сплавом железа можно отнести:

+ чугун

– алюминий

– сталактит

39. Легированными элементами являются:

+ молибден

– натрий

– золото

тест*40. Сколько грамм железа содержится в организме человека?

+ от четырех до пяти грамм

– от шести до восьми грамм

– от пятнадцати до двадцати пяти грамм

Одним из наиболее распространенных металлов в земной коре после алюминия считается железо. Физические и химические свойства его таковы, что оно обладает отличной электропроводностью, теплопроводностью и ковкостью, имеет серебристо-белый цвет и высокую химическую реакционную способность быстро коррозировать при высокой влажности воздуха или больших температурах. Находясь в мелкодисперсном состоянии, оно в чистом кислороде горит и самовоспламеняется на воздухе.

Начало истории железа

В третьем тысячелетии до н. э. люди стали добывать и научились обрабатывать бронзу и медь. Широкого применения из-за дороговизны они не получили. Продолжались поиски нового металла. История железа началась в первом веке до н. э. В природе его можно встретить только в виде соединений с кислородом. Для получения чистого металла необходимо отделить последний элемент. Расплавить железо долго не удавалось, так как его надо было нагреть до 1539 градусов. И только с появлением сыродутных печей в первом тысячелетии до новой эры стали получать этот металл. На первых порах он был хрупким, содержал много шлаков.

С появлением горнов качество железа значительно улучшилось. Дальнейшую обработку оно проходило в кузнеце, где ударами молота отделялся шлак. Ковка стала одним из главных видов обработки металла, а кузнечное дело незаменимой отраслью производства. Железо в чистом виде – это очень мягкий металл. В основном его используют в сплаве с углеродом. Эта добавка усиливает такое физическое свойство железа, как твердость. Дешевый материал вскоре широко проник во все сферы деятельности человека и сделал переворот в развитии общества. Ведь еще в древние времена железные изделия покрывались толстым слоем золота. Оно имело высокую цену по сравнению с благородным металлом.

Железо в природе

Одного алюминия в литосфере содержится больше, чем железа. В природе его можно встретить только в виде соединений. Трехвалентное железо, вступая в реакцию, окрашивает почву в бурый цвет и придает песку желтоватый оттенок. Оксиды и сульфиды железа разбросаны в земной коре, иногда наблюдаются скопления минералов, из которых впоследствии и добывают металл. Содержание двухвалентного железа в некоторых минеральных источниках придает воде особый привкус.

Ржавая вода, текущая из старых водопроводных труб, окрашивается за счет трехвалентного металла. Его атомы находятся и в организме человека. Они содержатся в гемоглобине (железосодержащем белке) крови, который снабжает организм кислородом и выводит углекислый газ. В составе некоторых метеоритов содержится чистое железо, иногда встречаются целые слитки.

Какими физическими свойствами железо обладает?

Это пластичный серебристо-белого цвета металл с сероватым оттенком, имеющий металлический блеск. Он является хорошим проводником электрического тока и теплоты. Благодаря пластичности он прекрасно поддается ковке и прокатке. Железо не растворяется в воде, но разжижается в ртути, плавится при температуре 1539 и кипит при 2862 градусов по Цельсию, имеет плотность 7,9 г/см³. Особенностью физических свойств железа является то, что металл притягивается магнитом и после аннулирования внешнего магнитного поля хранит намагниченность. Используя эти свойства его можно применять для изготовления магнитов.

Химические свойства

Железо обладает следующими свойствами:

• на воздухе и в воде легко окисляется, покрываясь ржавчиной;
• в кислороде накаленная проволока горит (при этом образуется окалина в виде оксида железа);
• при температуре 700–900 градусов по Цельсию вступает в реакцию с парами воды;
• при нагревании реагирует с неметаллами (хлором, серой, бромом);
• вступает в реакции с разбавленными кислотами, в результате получаются соли железа и водород;
• не растворяется в щелочах;
• способно вытеснить металлы из растворов их солей (железный гвоздь, в растворе медного купороса, покрывается красным налетом, – это выделяется медь);
• в концентрированных щелочах при кипячении проявляется амфотерность железа.

Особенность свойств

Одним из физических свойств железа является ферромагнитность. На практике с магнитными свойствами этого материала приходится встречаться часто. Это – единственный металл, который обладает такой редкостной чертой.

Под действием магнитного поля происходит намагничивание железа. Сформировавшиеся магнитные свойства металл еще долго сохраняет и сам остается магнитом. Такое исключительное явление объясняется тем, что структура железа содержит большое количество свободных электронов, способных передвигаться.

Запасы и добыча

Одним из самых распространенных элементов на земле является железо. По содержанию в земной коре занимает четвертое место. Известно множество руд, которые содержат его, например, магнитный и бурый железняк. Металл в промышленности получают в основном из руд гематита и магнетита при помощи доменного процесса. Вначале происходит его восстановление углеродом в печи при высокой температуре 2000 градусов по Цельсию.

Для этого сверху в доменную печь подают железную руду, кокс и флюс, а снизу нагнетается поток горячего воздуха. Также применяют и прямой процесс получения железа. Измельченную руду перемешивают со специальной глиной, получая окатыши. Далее их обжигают и с помощью водорода обрабатывают в шахтной печи, где оно легко восстанавливается. Получают твердое железо, а потом переплавляют его в электрических печах. Чистый металл восстанавливают из оксидов при помощи электролиза водных растворов солей.

Преимущества железа

Основные физические свойства вещества железа дают ему и сплавам следующие преимущества перед другими металлами:

• Обладают твердостью и прочностью, сохраняя упругость. У разных сплавов эти качества неодинаковы и зависят от легирующих добавок, способов производства и термообработки.
• Большое разнообразие чугуна и сталей позволяют использовать их для любых нужд в народном хозяйстве.
• Высокие магнитные свойства металла незаменимы для изготовления магнитопроводов.

  

• Выполнимость легкой механической обработки, благодаря физическим свойствам железа, дает возможность из его сплавов получать листы, прутки, балки, трубы, фасонные профили.
• Значительная ковкость материала позволяет использовать его для декоративных изделий.
• Низкая стоимость сплавов.

Недостатки

Кроме большого числа положительных качеств, есть и ряд отрицательных свойств металла:

• Изделия подвержены коррозии. Для устранения этого нежелательного эффекта с помощью легирования получают нержавеющие стали, а в остальных случаях делают специальную антикоррозийную обработку конструкций и деталей.
• Железо накапливает статическое электричество, поэтому изделия, содержащие его, подвергаются электрохимической коррозии и также требуют дополнительной обработки.
• Удельный вес металла составляет 7,13 г/см³. Это физическое свойство железа придает конструкциям и деталям повышенный вес.

Состав и структура

У железа по кристаллическому признаку есть четыре модификации, которые отличаются структурой и параметрами решетки. Для выплавки сплавов именно наличие фазовых переходов и легирующих добавок имеет существенное значение. Различают следующие состояния:

• Альфа-фаза. Она сохраняется до 769 градусов по Цельсию. В этом состоянии железо сохраняет свойства ферромагнетика и обладает объемно-центрированной решеткой кубического типа.
• Бета-фаза. Существует при температуре от 769 до 917 градусов по Цельсию. Имеет немного другие параметры решетки, чем в первом случае. Все физические свойства железа остаются прежними за исключением магнитных, их оно утрачивает.
• Гамма-фаза. Строение решетки становится гранецентрированным. Такая фаза проявляется в диапазоне 917–1394 градусов Цельсия.
• Омега-фаза. Такое состояние металла появляется при температуре выше 1394 градусов Цельсия. От прежней отличается только параметрами решетки.

Железо – самый востребованный металл в мире. Больше 90 процентов всего металлургического производства приходится именно на него.

Применение

Люди начали использовать сначала метеоритное железо, которое ценили выше золота. С тех пор область применения этого металла только расширялась. Ниже представлено применение железа, на основе его физических свойств:

• ферромагнитные оксиды используют для производства магнитных материалов: промышленных установок, холодильников, сувениров;
• оксиды железа применяют как минеральные краски;
• хлорид железа незаменим в радиолюбительской практике;
• сульфаты железа используют в текстильной промышленности;
• магнитная окись железа – один из важных материалов для производства устройств долговременной компьютерной памяти;
• ультрадисперсный порошок железа находит применение в черно-белых лазерных принтерах;
• прочность металла позволяет изготовлять оружие и броню;
• износостойкий чугун можно использовать для производства тормозов, дисков сцепления, а также деталей для насосов;
• жаростойкий – для доменных, термических, мартеновских печей;
• жаропрочный – для компрессорного оборудования, дизельных двигателей;
• высококачественная сталь используется для газопроводов, корпуса отопительных котлов, сушилок, стиральных и посудомоечных машин.

Заключение

Под железом часто подразумевают не сам метал, а его сплав – низкоуглеродистую электротехническую сталь. Получение чистого железа довольно сложный процесс, и поэтому его используют только для производства магнитных материалов. Как уже отмечалось, что исключительное физическое свойство простого вещества железа – это ферромагнетизм, т. е. способность намагничиваться в присутствии магнитного поля.

Магнитные свойства чистого металла до 200 раз превышают такие же показатели технической стали. На это свойство влияет и зернистость металла. Чем крупнее зерно, тем выше магнитные свойства. В некоторой степени оказывает влияние и механическая обработка. Такое чистое железо, удовлетворяющее этим требованиям, используют для получения магнитных материалов.