Номер 40, страница 241 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.40. Как из железного купороса получить: а) сульфат железа(III); б) нитрат железа(II); в) хлорид железа(II)? Запишите уравнения реакций.

Железный купорос – это кристаллогидрат сульфата железа(II), формула которого $FeSO_4 \cdot 7H_2O$. Для написания уравнений реакций будем использовать формулу безводной соли $FeSO_4$, подразумевая, что реакции протекают в водном растворе.

а) сульфат железа(III)

Решение

Для получения сульфата железа(III) $Fe_2(SO_4)_3$ из сульфата железа(II) $FeSO_4$ необходимо провести окислительно-восстановительную реакцию, в которой ион железа $Fe^{2+}$ окисляется до иона железа $Fe^{3+}$. Это можно осуществить с помощью сильного окислителя, например, пероксида водорода $H_2O_2$, в присутствии серной кислоты. Серная кислота необходима для создания кислой среды и как источник дополнительных сульфат-ионов для образования соли железа(III).

Уравнение реакции:

$2FeSO_4 + H_2O_2 + H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 2H_2O$

В данной реакции степень окисления железа повышается с +2 до +3, а степень окисления кислорода в пероксиде водорода понижается с -1 до -2.

Ответ: Уравнение реакции: $2FeSO_4 + H_2O_2 + H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 2H_2O$.

б) нитрат железа(II)

Решение

Нитрат железа(II) $Fe(NO_3)_2$ можно получить из сульфата железа(II) $FeSO_4$ с помощью реакции ионного обмена. Для этого к раствору сульфата железа(II) необходимо добавить раствор такой соли, которая содержит нитрат-ион и образует нерастворимый осадок с сульфат-ионом. Подходящим реагентом является нитрат бария $Ba(NO_3)_2$, так как образующийся в результате реакции сульфат бария $BaSO_4$ нерастворим в воде и выпадает в осадок.

Уравнение реакции:

$FeSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + BaSO_4 \downarrow$

Осадок сульфата бария отделяют от раствора методом фильтрования. В фильтрате будет находиться искомый нитрат железа(II).

Ответ: Уравнение реакции: $FeSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + BaSO_4 \downarrow$.

в) хлорид железа(II)

Решение

Получение хлорида железа(II) $FeCl_2$ из сульфата железа(II) $FeSO_4$ осуществляется аналогично предыдущему пункту – с помощью реакции ионного обмена. К раствору сульфата железа(II) добавляют раствор растворимого хлорида, катион которого образует нерастворимый сульфат. Наиболее подходящим реагентом является хлорид бария $BaCl_2$.

Уравнение реакции:

$FeSO_4 + BaCl_2 \rightarrow FeCl_2 + BaSO_4 \downarrow$

Образующийся нерастворимый осадок сульфата бария $BaSO_4$ отделяют фильтрованием, в результате чего получают раствор хлорида железа(II).

Ответ: Уравнение реакции: $FeSO_4 + BaCl_2 \rightarrow FeCl_2 + BaSO_4 \downarrow$.