Номер C, страница 84 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

C

1. Напишите уравнение реакции получения оксида железа (II)

по этой схеме:

$Fe \xrightarrow{1} FeO$

$Fe \xrightarrow{2} FeO$

$FeS \rightarrow FeO$

$FeCO_3 \rightarrow FeO$

$Fe(OH)_2 \xrightarrow{4} FeO$

$Fe_2O_3 \xrightarrow{3} FeO$

Составьте электронное уравнение для окислительно-восстановительных реакций.

2. Рассчитайте объем водорода (н.у.), который выделится при взаимодействии цинка с 0,5-молярным раствором 250 мл соляной кислоты.

Ответ: 1,4 л.

1. В соответствии со схемой, оксид железа (II) $FeO$ можно получить четырьмя способами. Запишем уравнения реакций для каждого превращения и составим электронные уравнения для окислительно-восстановительных реакций (ОВР).

1) Получение из сульфида железа (II) (FeS → FeO):

Это реакция обжига сульфида железа (II), которая является окислительно-восстановительной.

$2FeS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2FeO + 2SO_2$

Электронный баланс:

$S^{-2} - 6e^- \rightarrow S^{+4}$ | 2 | восстановитель (окисляется)

$O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 3 | окислитель (восстанавливается)

2) Получение из железа (Fe → FeO):

Это реакция неполного окисления железа кислородом, которая является окислительно-восстановительной.

$2Fe + O_2 \xrightarrow{t} 2FeO$

Электронный баланс:

$Fe^{0} - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ | 2 | восстановитель (окисляется)

$O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 | окислитель (восстанавливается)

3) Получение из карбоната железа (II) (FeCO₃ → FeO):

Это реакция термического разложения. Она не является окислительно-восстановительной, так как степени окисления элементов не изменяются.

$FeCO_3 \xrightarrow{t} FeO + CO_2$

4) Получение из гидроксида железа (II) (Fe(OH)₂ → FeO):

Это реакция термического разложения (дегидратации). Она не является окислительно-восстановительной.

$Fe(OH)_2 \xrightarrow{t} FeO + H_2O$

Ответ:

Уравнения реакций получения $FeO$:

1. $2FeS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2FeO + 2SO_2$

2. $2Fe + O_2 \xrightarrow{t} 2FeO$

3. $FeCO_3 \xrightarrow{t} FeO + CO_2$

4. $Fe(OH)_2 \xrightarrow{t} FeO + H_2O$

Электронные уравнения для окислительно-восстановительных реакций:

Для реакции 1: $S^{-2} - 6e^- \rightarrow S^{+4}$; $O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$

Для реакции 2: $Fe^{0} - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$; $O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$

2. Дано:

$C_M(HCl) = 0,5 \text{ моль/л}$

$V_{р-ра}(HCl) = 250 \text{ мл}$

Перевод в СИ:

$V_{р-ра}(HCl) = 250 \text{ мл} = 0,25 \text{ л}$

Найти:

$V(H_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с соляной кислотой. Цинк стоит в ряду активности металлов до водорода, поэтому он вытесняет водород из кислоты.

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

2. Рассчитаем количество вещества (моль) соляной кислоты ($HCl$) в растворе по формуле $n = C_M \cdot V$:

$n(HCl) = C_M(HCl) \cdot V_{р-ра}(HCl)$

$n(HCl) = 0,5 \text{ моль/л} \cdot 0,25 \text{ л} = 0,125 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества водорода ($H_2$), которое выделится. Из уравнения видно, что на 2 моль $HCl$ образуется 1 моль $H_2$. Следовательно, количество вещества водорода будет в два раза меньше количества вещества соляной кислоты.

$n(H_2) = \frac{1}{2} n(HCl)$

$n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 0,125 \text{ моль} = 0,0625 \text{ моль}$

4. Рассчитаем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем любого газа при н.у. составляет $V_m = 22,4$ л/моль. Объем газа можно найти по формуле $V = n \cdot V_m$:

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m$

$V(H_2) = 0,0625 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 1,4 \text{ л}$

Ответ: $1,4$ л.