Номер 9, страница 54 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

9. Составьте формулы и напишите уравнения диссоциации сульфата железа(II) и сульфата железа(III). Чем отличаются эти соли?

Формулы и уравнения диссоциации сульфата железа(II) и сульфата железа(III)

Для составления формулы соли необходимо знать валентность (в данном случае она численно равна заряду иона или степени окисления) металла и кислотного остатка. Сульфат-ион ($SO_4$) имеет заряд 2-.

Сульфат железа(II): В названии указано, что железо имеет степень окисления +2, следовательно, его ион имеет заряд +2 ($Fe^{2+}$). Поскольку заряд катиона ($Fe^{2+}$) и заряд сульфат-аниона ($SO_4^{2-}$) равны по модулю и противоположны по знаку, для составления формулы требуется один катион и один анион. Химическая формула сульфата железа(II) – $FeSO_4$.

Уравнение электролитической диссоциации (распада на ионы в водном растворе) для сульфата железа(II), как для сильного электролита, выглядит так:

$$FeSO_4 \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-}$$

Сульфат железа(III): В этой соли железо имеет степень окисления +3, а его ион – заряд +3 ($Fe^{3+}$). Заряд сульфат-иона по-прежнему 2- ($SO_4^{2-}$). Чтобы молекула была электронейтральной, суммарный положительный заряд должен быть равен суммарному отрицательному. Находим наименьшее общее кратное для зарядов 3 и 2, оно равно 6. Следовательно, необходимо взять два иона железа ($2 \times (+3) = +6$) и три сульфат-иона ($3 \times (-2) = -6$). Химическая формула сульфата железа(III) – $Fe_2(SO_4)_3$.

Уравнение его диссоциации:

$$Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}$$

Ответ: Формула сульфата железа(II) – $FeSO_4$, уравнение диссоциации: $FeSO_4 \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-}$. Формула сульфата железа(III) – $Fe_2(SO_4)_3$, уравнение диссоциации: $Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}$.

Чем отличаются эти соли?

Сульфат железа(II) и сульфат железа(III) отличаются по нескольким ключевым параметрам, которые являются следствием разной степени окисления атомов железа в их составе.

Во-первых, основное отличие – это степень окисления железа: в сульфате железа(II) она равна +2, а в сульфате железа(III) – +3.

Во-вторых, из-за разной степени окисления они имеют разный химический состав и формулы ($FeSO_4$ и $Fe_2(SO_4)_3$), что влечет за собой и разные молярные массы.

В-третьих, при диссоциации в водном растворе эти соли образуют разные катионы: сульфат железа(II) образует катион двухвалентного железа $Fe^{2+}$, а сульфат железа(III) – катион трехвалентного железа $Fe^{3+}$.

В-четвертых, у них разные химические свойства. Ион $Fe^{2+}$ является хорошим восстановителем, так как может легко окислиться до более стабильного состояния $Fe^{3+}$. Ион $Fe^{3+}$, в свою очередь, проявляет окислительные свойства. Также эти соли по-разному подвергаются гидролизу: гидролиз по катиону $Fe^{3+}$ идет значительно сильнее, чем по катиону $Fe^{2+}$, поэтому водный раствор сульфата железа(III) имеет более кислую среду.

В-пятых, они отличаются по физическим свойствам, например, по цвету. Кристаллогидрат сульфата железа(II), известный как железный купорос ($FeSO_4 \cdot 7H_2O$), имеет характерный голубовато-зеленый цвет. Соли железа(III) и их растворы обычно желто-бурые из-за образования гидроксокомплексов в результате гидролиза.

Ответ: Эти соли отличаются степенью окисления железа (+2 и +3), что определяет их химические формулы ($FeSO_4$ и $Fe_2(SO_4)_3$), состав, физические (цвет) и химические (окислительно-восстановительные свойства, характер гидролиза) свойства, а также катионы, образующиеся при диссоциации ($Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$).