Номер 11, страница 150 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. В схеме превращений

$Fe_2O_3 \xrightarrow{X} Fe(NO_3)_3 \xrightarrow{Y} Fe(NO_3)_2$

буквами Х и Y соответственно обозначены вещества, формулы которых

1) $FeO$

2) $Al(NO_3)_3$

3) $HNO_3$

4) $Fe$

5) $Mg(NO_3)_2$

Решение

Данная задача представляет собой цепочку химических превращений:

$Fe_2O_3 \xrightarrow{X} Fe(NO_3)_3 \xrightarrow{Y} Fe(NO_3)_2$

Необходимо последовательно определить вещества X и Y, используя предложенный список вариантов.

Определение вещества X (реакция $Fe_2O_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3$)

На первом этапе оксид железа(III) $Fe_2O_3$ превращается в нитрат железа(III) $Fe(NO_3)_3$. В ходе этой реакции степень окисления железа не изменяется и равна $+3$. Оксид железа(III) является основным оксидом, а нитрат железа(III) - солью. Для получения соли из основного оксида, как правило, используют соответствующую кислоту. В данном случае для образования нитрата необходима азотная кислота, $HNO_3$.

Уравнение химической реакции:

$Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$

Из списка предложенных веществ, азотная кислота ($HNO_3$) соответствует варианту под номером 3. Таким образом, вещество X — это $HNO_3$.

Определение вещества Y (реакция $Fe(NO_3)_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2$)

На втором этапе нитрат железа(III) $Fe(NO_3)_3$ превращается в нитрат железа(II) $Fe(NO_3)_2$. В этой реакции степень окисления железа понижается с $+3$ до $+2$ ($Fe^{3+} \rightarrow Fe^{2+}$). Это процесс восстановления, следовательно, вещество Y должно быть восстановителем.

Проанализируем предложенные варианты:

- $FeO$, $Al(NO_3)_3$, $Mg(NO_3)_2$ не являются подходящими реагентами для этого процесса.

- $HNO_3$ является окислителем.

- $Fe$ (металлическое железо) со степенью окисления 0 является восстановителем и способно восстановить $Fe^{3+}$ до $Fe^{2+}$. Эта реакция является реакцией конпропорционирования.

Уравнение химической реакции:

$2Fe(NO_3)_3 + Fe \rightarrow 3Fe(NO_3)_2$

Из списка предложенных веществ, железо ($Fe$) соответствует варианту под номером 4. Таким образом, вещество Y — это $Fe$.

Ответ: Вещество X - это $HNO_3$ (3), вещество Y - это $Fe$ (4).