Железо – первый элемент в переходных рядах, имеющий спаренный электрон на внутренней d-орбитали. Спаренные электроны с такой орбитали труднее участвуют в образовании химической связи, чем неспаренные. У триады железа существуют особенности орбитального строения, проявляющиеся в виде магнитных и ферромагнитных свойств. В результате ориентированности атомов металлы образуют постоянные магниты. Все металлы семейства железа проявляют электроположительное поведение. Инертны в среде окислителя, даже кислорода, так как образуют оксидные пленки. Химические свойства железа: 1) взаимодействует с кислородом при высоких температурах; 2) оксиды в низшей степени окисления MO; 3) при взаимодействии с галогенами образует галогениды, дигалогениды; 4) образует комплексные соединения; 5) образует карбонилы – соединения, в которых переходный металл образует связь с ионом металла или водорода и координированными карбониловыми группами (пентакарбонил кобальта [Co(CO)5]); 6) взаимодействуют с серой и сероводородом при нагревании, образуя сульфиды. Железо – второй (после алюминия) по распространенности металл, встречается в виде различных руд, пригодных для переработки. Из них получают почти чистый Fe3O4, который вместе с известняком и коксом используется для выплавки чугуна в доменной печи
1.1. пирометаллургический - из железо-медных сульфидных руд; это многостадийный процесс, включающий в том числе реакции:
2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂
6CuO + FeS = 3Cu₂O + FeO + SO₂
Cu₂O + FeS = Cu₂S + FeO
Cu₂S + 2Cu₂O = 6Cu + SO₂
1.2. гидрометаллургический - растворение медьсодержащих руд в кислотах с последующем восстановлением железом:
CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄
1.3. электролиз растворов солей меди (для получения чистой меди):
2CuSO₄ + 2H₂O = 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂
2. Лабораторные получения.
2.1. восстановление из оксида меди при нагревании в токе водорода:
CuO + H₂ = Cu + H₂O
2.2. восстановление из солей меди металлами, стоящими в электрохимическом ряду активности металлов до меди
2Al + 3Cu(NO₃)₂ = 3Cu + 2Al(NO₃)₃