Номер 9, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 3. Глава 3. Неорганическая химия - номер 9, страница 112.

Условие.

9. В схеме превращений

$Fe \xrightarrow{X_1} FeCl_2 \xrightarrow{X_2} FeCl_3$

веществами $X_1$ и $X_2$ являются соответственно

1) $Cl_2$ и $HCl$

2) $HCl$ и $Cl_2$

3) $HCl$ и $Fe$

4) $HCl$ и $ZnCl_2$

Решение.

Решение 2.

Решение

Рассмотрим предложенную схему химических превращений:

$Fe \xrightarrow{X_1} FeCl_2 \xrightarrow{X_2} FeCl_3$

Нам необходимо определить вещества $X_1$ и $X_2$.

1. Первая стадия: $Fe \xrightarrow{X_1} FeCl_2$

На этой стадии железо ($Fe$) вступает в реакцию, в результате которой образуется хлорид железа(II) ($FeCl_2$). В этом соединении железо имеет степень окисления +2. Чтобы получить соль железа(II) из металлического железа (степень окисления 0), необходимо использовать реагент, который является окислителем, но не слишком сильным. Рассмотрим возможные варианты для $X_1$.

• При реакции железа с хлором ($Cl_2$), который является сильным окислителем, образуется хлорид железа(III) ($FeCl_3$), а не хлорид железа(II):
  $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$
• При реакции железа с соляной кислотой ($HCl$), железо, как металл, стоящий в ряду активности до водорода, вытесняет его из кислоты. В реакциях с кислотами-неокислителями (как $HCl$) железо окисляется до степени окисления +2:
  $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

Следовательно, вещество $X_1$ – это соляная кислота ($HCl$). Это позволяет нам исключить вариант ответа 1.

2. Вторая стадия: $FeCl_2 \xrightarrow{X_2} FeCl_3$

На этой стадии хлорид железа(II) ($FeCl_2$) должен превратиться в хлорид железа(III) ($FeCl_3$). Это реакция окисления, в которой степень окисления железа повышается с +2 до +3 ($Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+}$). Для этого необходим подходящий окислитель.

Рассмотрим варианты для вещества $X_2$ из оставшихся ответов (2, 3, 4), в которых $X_1 = HCl$.

• Вариант 2: $X_2 = Cl_2$. Хлор является сильным окислителем и способен окислить ионы $Fe^{2+}$ до $Fe^{3+}$:
  $2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$
  Эта реакция возможна и соответствует заданной схеме превращений.
• Вариант 3: $X_2 = Fe$. Металлическое железо является восстановителем и не может окислить $FeCl_2$ до $FeCl_3$. Наоборот, оно может восстановить $FeCl_3$ до $FeCl_2$.
• Вариант 4: $X_2 = ZnCl_2$. Хлорид цинка ($ZnCl_2$) не является ни окислителем, ни восстановителем по отношению к хлориду железа(II), поэтому реакция между ними не пойдет.

Таким образом, вещество $X_2$ – это хлор ($Cl_2$).

Сопоставив результаты для обеих стадий, получаем, что веществами $X_1$ и $X_2$ являются соответственно $HCl$ и $Cl_2$. Этому набору реагентов соответствует вариант ответа 2.

Ответ: 2