Номер 9, страница 210 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 44. Соединения железа. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 9, страница 210.

Условие.

9. Некоторые подземные воды содержат железо в форме растворимого гидрокарбоната железа(II). При попадании на поверхность эта соль окисляется кислородом воздуха и гидролизуется до гидроксида железа(III), образующего ржавые пятна. Напишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

В условии задачи описан химический процесс, происходящий с подземными водами, богатыми железом, при их выходе на поверхность. В таких водах, где доступ кислорода ограничен, железо часто присутствует в виде растворимого гидрокарбоната железа(II) — $Fe(HCO_3)_2$.

При контакте с воздухом происходит окислительно-восстановительная реакция. Железо в степени окисления +2 ($Fe^{2+}$) окисляется кислородом воздуха ($O_2$) до степени окисления +3 ($Fe^{3+}$). Одновременно с окислением происходит и гидролиз, в результате которого образуется нерастворимый гидроксид железа(III) — $Fe(OH)_3$. Это вещество бурого цвета и является основной причиной появления «ржавых» пятен.

Весь процесс можно описать одним суммарным уравнением. Реагентами в данном случае выступают гидрокарбонат железа(II), кислород и вода, а продуктами — гидроксид железа(III) и углекислый газ ($CO_2$), образующийся из гидрокарбонат-ионов.

Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$4Fe(HCO_3)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3\downarrow + 8CO_2\uparrow$

Так как в условии задачи требуется написать «уравнения реакций» (во множественном числе), можно также рассмотреть этот процесс как последовательность двух стадий:

1. Сначала при снижении давления и улетучивании части углекислого газа гидрокарбонат железа(II) может переходить в менее растворимый карбонат железа(II):

$Fe(HCO_3)_2 \rightarrow FeCO_3\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Затем образовавшийся карбонат железа(II) окисляется кислородом в водной среде до гидроксида железа(III):

$4FeCO_3 + O_2 + 6H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3\downarrow + 4CO_2\uparrow$

Ответ:
Суммарное уравнение: $4Fe(HCO_3)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3\downarrow + 8CO_2\uparrow$
Уравнения по стадиям:
1) $Fe(HCO_3)_2 \rightarrow FeCO_3\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$
2) $4FeCO_3 + O_2 + 6H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3\downarrow + 4CO_2\uparrow$