Номер 1, страница 149 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 32. Железо, никель, платина. Глава VI. Металлы - номер 1, страница 149.

Условие.

1. Составьте уравнения реакций железа с простыми и сложными веществами. Покажите переход электронов и поясните, что окисляется и что восстанавливается, что является окислителем и что — восстановителем.

Решение.

Решение 2.

Железо, как металл средней активности, может вступать в реакции как с простыми, так и со сложными веществами, проявляя свойства восстановителя. Рассмотрим два примера.

1. Реакция железа с простым веществом (хлором)

При взаимодействии с сильными окислителями, такими как галогены (например, хлор), железо окисляется до степени окисления +3.

Уравнение реакции:

$2\stackrel{0}{Fe} + 3\stackrel{0}{Cl}_2 \rightarrow 2\stackrel{+3}{Fe}\stackrel{-1}{Cl}_3$

Покажем переход электронов с помощью метода электронного баланса:

$ \stackrel{0}{Fe} - 3e^- \rightarrow \stackrel{+3}{Fe} $ | 2 | процесс окисления

$ \stackrel{0}{Cl}_2 + 2e^- \rightarrow 2\stackrel{-1}{Cl} $ | 3 | процесс восстановления

Атом железа ($Fe$) отдает три электрона, его степень окисления повышается с 0 до +3. Следовательно, железо окисляется и является восстановителем.

Молекула хлора ($Cl_2$) принимает электроны (каждый атом по одному), степень окисления хлора понижается с 0 до -1. Следовательно, хлор восстанавливается и является окислителем.

Ответ: В реакции $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$ железо ($Fe$) является восстановителем и окисляется, а хлор ($Cl_2$) является окислителем и восстанавливается.

2. Реакция железа со сложным веществом (сульфатом меди(II))

Железо является более активным металлом, чем медь, поэтому оно вытесняет медь из раствора ее соли. В таких реакциях железо обычно окисляется до степени окисления +2.

Уравнение реакции:

$\stackrel{0}{Fe} + \stackrel{+2}{Cu}SO_4 \rightarrow \stackrel{+2}{Fe}SO_4 + \stackrel{0}{Cu}$

Покажем переход электронов:

$ \stackrel{0}{Fe} - 2e^- \rightarrow \stackrel{+2}{Fe} $ | 1 | процесс окисления

$ \stackrel{+2}{Cu} + 2e^- \rightarrow \stackrel{0}{Cu} $ | 1 | процесс восстановления

Атом железа ($Fe$) отдает два электрона, его степень окисления повышается с 0 до +2. Следовательно, железо окисляется и является восстановителем.

Ион меди ($Cu^{+2}$) в составе сульфата меди(II) принимает два электрона, его степень окисления понижается с +2 до 0. Следовательно, ион меди восстанавливается, а вещество сульфат меди(II) ($CuSO_4$) является окислителем.

Ответ: В реакции $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$ железо ($Fe$) является восстановителем и окисляется, а сульфат меди(II) ($CuSO_4$) за счет иона $Cu^{+2}$ является окислителем, при этом медь восстанавливается.