Номер 4, страница 147 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. При взаимодействии с разбавленной серной кислотой железо

1) образует соединение состава $FeSO_4$

2) образует соединение состава $Fe_2(SO_4)_3$

3) образует соединение состава $FeS$

4) пассивируется

Решение

Рассмотрим взаимодействие железа ($Fe$) с разбавленной серной кислотой ($H_2SO_4$). Железо — металл средней активности, который в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит до водорода. Это означает, что железо способно вступать в реакцию замещения с разбавленными кислотами (кроме азотной), вытесняя из них водород.

В разбавленных растворах серная кислота проявляет типичные кислотные свойства, где в качестве окислителя выступают ионы водорода ($H^+$). Ионы водорода являются достаточно слабыми окислителями, поэтому они окисляют железо до его низшей устойчивой степени окисления, то есть до +2.

Уравнение химической реакции имеет следующий вид:
$Fe^0 + H_2S^{+6}O_4 \text{(разб.)} \rightarrow Fe^{+2}SO_4 + H_2^0 \uparrow$

В результате реакции образуется соль — сульфат железа(II) ($FeSO_4$) — и выделяется газообразный водород ($H_2$).

Проанализируем предложенные варианты:

1) образует соединение состава $FeSO_4$ — этот вариант является правильным. Продукт реакции — сульфат железа(II).

2) образует соединение состава $Fe_2(SO_4)_3$ — этот вариант неверен. Сульфат железа(III) ($Fe_2(SO_4)_3$) образуется при взаимодействии железа с более сильными окислителями, например, с концентрированной серной кислотой, где окислителем выступает сульфат-ион ($SO_4^{2-}$).

3) образует соединение состава $FeS$ — этот вариант неверен. Сульфид железа(II) ($FeS$) является солью сероводородной кислоты и не может образоваться в данной реакции. Его получают, например, прямым синтезом из железа и серы.

4) пассивируется — этот вариант неверен. Пассивация железа (образование на поверхности металла тонкой и прочной оксидной плёнки, которая препятствует дальнейшему протеканию реакции) наблюдается в концентрированных кислотах-окислителях, таких как концентрированная азотная кислота или холодная концентрированная серная кислота. В разбавленной серной кислоте железо активно реагирует.

Ответ: 1) образует соединение состава $FeSO_4$