Номер 10, страница 278 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

10. Составьте уравнения реакций согласно схеме:

а) $Fe^{0} \xrightarrow{1} Fe^{+2} \xrightarrow{2} Fe^{+3} \xrightarrow{3} Fe^{+2} \xrightarrow{4} Fe^{0} \xrightarrow{5} Fe^{+3};$

б) $Fe(NO_3)_3 \xrightarrow{1} Fe(OH)_3 \xrightarrow{2} Fe_2O_3 \xrightarrow{3} Fe \xrightarrow{4} FeCl_2 \xrightarrow{5} FeCl_3.$

а)1. Переход $Fe^{0} \rightarrow Fe^{+2}$. Для повышения степени окисления железа с 0 до +2 можно использовать его реакцию с кислотой-неокислителем, например, с соляной кислотой. В результате реакции образуется соль железа(II) и выделяется газообразный водород.

Ответ: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Переход $Fe^{+2} \rightarrow Fe^{+3}$. Соединения железа(II) являются восстановителями и могут быть окислены до соединений железа(III) с помощью подходящего окислителя. Например, при пропускании хлора через раствор хлорида железа(II) образуется хлорид железа(III).

Ответ: $2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

3. Переход $Fe^{+3} \rightarrow Fe^{+2}$. Для понижения степени окисления железа с +3 до +2 необходимо использовать восстановитель. В качестве восстановителя для соли железа(III) может выступать металлическое железо.

Ответ: $2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2$

4. Переход $Fe^{+2} \rightarrow Fe^{0}$. Восстановить железо из раствора его соли до простого вещества можно с помощью более активного металла, стоящего левее железа в ряду активности металлов, например, цинка.

Ответ: $FeCl_2 + Zn \rightarrow ZnCl_2 + Fe \downarrow$

5. Переход $Fe^{0} \rightarrow Fe^{+3}$. Для окисления железа сразу до степени окисления +3 необходим сильный окислитель, например, газообразный хлор при нагревании.

Ответ: $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$

б)1. $Fe(NO_3)_3 \rightarrow Fe(OH)_3$. Для получения гидроксида железа(III), который является нерастворимым основанием, к раствору соли нитрата железа(III) нужно добавить раствор щёлочи, например, гидроксида натрия. В результате реакции обмена выпадает бурый осадок гидроксида железа(III).

Ответ: $Fe(NO_3)_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaNO_3$

2. $Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3$. Нерастворимые гидроксиды металлов при нагревании разлагаются. Гидроксид железа(III) разлагается на оксид железа(III) и воду.

Ответ: $2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$

3. $Fe_2O_3 \rightarrow Fe$. Восстановить железо из оксида железа(III) можно с помощью активных металлов (алюмотермия) или восстановителей, используемых в промышленности, таких как угарный газ ($CO$) или водород ($H_2$) при высокой температуре.

Ответ: $Fe_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 2Fe$

4. $Fe \rightarrow FeCl_2$. Металлическое железо реагирует с соляной кислотой, в результате чего образуется соль железа(II) (хлорид железа(II)) и выделяется водород.

Ответ: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

5. $FeCl_2 \rightarrow FeCl_3$. Хлорид железа(II) можно окислить до хлорида железа(III) с помощью более сильного окислителя, например, пропуская через раствор газообразный хлор.

Ответ: $2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$