Номер 54, страница 243 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.54. Красно-коричневый порошок, полученный прокаливанием карбоната железа(II) на воздухе, сплавили с гидроксидом калия. Полученный твёрдый продукт растворили в соляной кислоте. Через образовавшийся жёлто-коричневый раствор пропустили сероводород.

Решение

Данная задача описывает последовательность химических превращений соединений железа. Запишем уравнения реакций для каждого этапа, описанного в условии.

Красно-коричневый порошок, полученный прокаливанием карбоната железа(II) на воздухе.

При прокаливании карбоната железа(II) ($FeCO_3$) в присутствии кислорода воздуха происходит его разложение и одновременное окисление. Сначала карбонат железа(II) разлагается до оксида железа(II) ($FeO$), который затем окисляется кислородом воздуха до оксида железа(III) ($Fe_2O_3$). Оксид железа(III) и есть тот самый красно-коричневый порошок.

Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$4FeCO_3 + O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 4CO_2\uparrow$

Порошок сплавили с гидроксидом калия.

Оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) проявляет амфотерные свойства, и при сплавлении со щелочью, такой как гидроксид калия ($KOH$), реагирует как кислотный оксид, образуя соль — феррит калия ($KFeO_2$).

Уравнение реакции:

$Fe_2O_3 + 2KOH \xrightarrow{сплавление} 2KFeO_2 + H_2O$

Полученный твёрдый продукт растворили в соляной кислоте.

Полученный твёрдый продукт, феррит калия ($KFeO_2$), растворяется в соляной кислоте ($HCl$). При этом образуются две соли: хлорид железа(III) ($FeCl_3$) и хлорид калия ($KCl$), а также вода. Раствор хлорида железа(III) имеет характерный жёлто-коричневый цвет, что соответствует описанию в задаче.

Уравнение реакции:

$KFeO_2 + 4HCl \rightarrow FeCl_3 + KCl + 2H_2O$

Через образовавшийся жёлто-коричневый раствор пропустили сероводород.

При пропускании сероводорода ($H_2S$) через раствор хлорида железа(III) ($FeCl_3$) происходит окислительно-восстановительная реакция. Ион железа($Fe^{3+}$) является окислителем и восстанавливается до иона железа($Fe^{2+}$). Сероводород является восстановителем, и сера в нем окисляется от степени окисления -2 до 0, образуя элементарную серу ($S$), которая выпадает в виде осадка.

Уравнение реакции:

$2FeCl_3 + H_2S \rightarrow 2FeCl_2 + S\downarrow + 2HCl$

Ответ:

Последовательность химических превращений описывается следующими уравнениями реакций:

1. $4FeCO_3 + O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 4CO_2\uparrow$

2. $Fe_2O_3 + 2KOH \xrightarrow{сплавление} 2KFeO_2 + H_2O$

3. $KFeO_2 + 4HCl \rightarrow FeCl_3 + KCl + 2H_2O$

4. $2FeCl_3 + H_2S \rightarrow 2FeCl_2 + S\downarrow + 2HCl$