Оксид железа(III) Fe2O3: свойства, получение, применение

Оксид железа(III) Fe2O3 — амфотерный оксид с преобладанием основных свойств, красно-бурый порошок, молярная масса 160 г/моль.

Ключевые факты

Формула
Fe2O3
Класс
оксид (амфотерный)
Молярная масса
160 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 159,70 г/моль
Другие названия
гематит (минерал); красный железняк (руда)
Состояние
твёрдое вещество
Степени окисления
Fe +3, O −2
Связи
ионная с долей ковалентной
Кристаллическая решётка
ионная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое оксид железа(III)?

Оксид железа(III) — красно-бурый порошок, главная составляющая железных руд и ржавчины (ржавчина — это в основном его гидратированная форма). Железо находится в высшей устойчивой степени окисления +3.

Оксид слабо амфотерен: растворяется в кислотах как основный, а со щелочами реагирует только при сплавлении. В растворах щелочей он не растворяется. Для ЕГЭ он важен как окислитель в алюмотермии и как пример восстановления до металла.

Какие физические свойства у оксида железа(III)?

Физические свойства: оксид железа(III) Fe2O3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое вещество
Цветкрасно-бурый
Плотностьоколо 5,2 г/см³
Растворимость в воденерастворим
Устойчивостьочень устойчив на воздухе, не окисляется дальше

Какие химические свойства у оксида железа(III)?

Оксид железа(III) ведёт себя как основный оксид, с кислотами образует соли железа(III). Железо в нём можно восстановить до металла водородом, угарным газом, углём или алюминием, а со щелочами и содой реакция идёт только при сплавлении.

  1. С соляной кислотойFe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
  2. Алюмотермия: восстановление алюминиемFe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2FeУсловия: нагревание
  3. Восстановление угарным газом (доменный процесс)Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2Условия: высокая температура
  4. Восстановление водородомFe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2OУсловия: нагревание
  5. Со щёлочью при сплавлении: ферритFe2O3 + 2NaOH → 2NaFeO2 + H2OУсловия: сплавление
  6. С содой при сплавленииFe2O3 + Na2CO3 → 2NaFeO2 + CO2↑Условия: сплавление

С водой оксид железа(III) не реагирует: гидроксид железа(III) образуется только из растворимых солей железа(III) при действии щёлочи.

Как получают оксида железа(III)?

Обжиг пирита

Железный колчедан FeS2 обжигают при получении сернистого газа для серной кислоты, и в остатке получается оксид железа(III) (огарок).

  • 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2↑

Разложение гидроксида

При прокаливании гидроксид железа(III) теряет воду и переходит в оксид.

  • 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Как распознать оксид железа(III)? Качественная реакция

Оксид растворяют в кислоте и определяют ион железа(III) роданидом калия: раствор становится кроваво-красным. Другой реактив — жёлтая кровяная соль, которая даёт тёмно-синий осадок «берлинской лазури».

  • FeCl3 + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3KCl

Где применяют оксида железа(III)?

  • железная руда (гематит) — сырьё для выплавки чугуна и стали;
  • красный пигмент для красок, керамики и стекла (железный сурик);
  • полировальный порошок для стекла и металла;
  • термитные смеси для сварки рельсов: смесь Fe2O3 и алюминия;
  • магнитные носители и ферриты, катализаторы.

Меры предосторожности. Сама по себе пыль оксида железа(III) раздражает дыхательные пути, а термитная смесь с алюминием при поджигании даёт температуру выше 2000 °C: такие опыты проводят только по инструкции и с защитой.

Чему равна молярная масса оксида железа(III)?

M(Fe2O3) = 2·56 + 3·16 = 160 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 159,70 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где оксид железа(III) встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса оксида железа(III)?

M(Fe2O3) = 2·56 + 3·16 = 160 г/моль для расчётов ЕГЭ.

Что такое ржавчина с точки зрения химии?

Это гидратированный оксид железа(III), примерно Fe2O3·nH2O. Он образуется при окислении железа кислородом в присутствии влаги и не защищает металл.

Растворяется ли оксид железа(III) в растворах щелочей?

Нет. Со щелочами он реагирует только при сплавлении, образуя ферриты, поэтому его не причисляют к ярко амфотерным.

Что такое алюмотермия и при чём здесь оксид железа(III)?

Алюмотермия — восстановление металлов из оксидов алюминием. Смесь Fe2O3 с порошком алюминия горит, выделяя много теплоты и расплавленное железо.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: железо Fe, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники