Номер 11, страница 153 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. В схеме превращений

$FeSO_4 \xrightarrow{X} Fe \xrightarrow{Y} FeCl_3$

буквами X и Y соответственно обозначены вещества, формулы которых

1) $SnCl_2$

2) $Cl_2$

3) $Cu$

4) $Mg$

5) $HCl$

Решение

Рассмотрим последовательно два превращения в предложенной схеме $FeSO_4 \xrightarrow{X} Fe \xrightarrow{Y} FeCl_3$, чтобы определить вещества X и Y из списка: 1) $SnCl_2$, 2) $Cl_2$, 3) $Cu$, 4) $Mg$, 5) $HCl$.

Этап 1: $FeSO_4 \xrightarrow{X} Fe$

На первом этапе происходит восстановление ионов железа(II) ($Fe^{2+}$) до металлического железа ($Fe^0$). Это возможно в реакции замещения, где более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. Для этого нужно обратиться к электрохимическому ряду активности металлов. Из предложенных веществ металлами являются медь ($Cu$) и магний ($Mg$). Магний ($Mg$) находится в ряду активности левее железа ($Fe$), а медь ($Cu$) – правее. Следовательно, только магний может вытеснить железо из раствора сульфата железа(II). Остальные вещества не подходят: $SnCl_2$ содержит олово, которое также менее активно, чем железо; $Cl_2$ и $HCl$ являются окислителями, а не восстановителями для $Fe^{2+}$ до $Fe^0$. Таким образом, вещество X – это магний ($Mg$).

Уравнение реакции: $FeSO_4 + Mg \rightarrow Fe + MgSO_4$.

Этап 2: $Fe \xrightarrow{Y} FeCl_3$

На втором этапе металлическое железо ($Fe^0$) окисляется до железа в степени окисления $+3$ в составе хлорида железа(III) ($FeCl_3$). Для этого необходим сильный окислитель. Рассмотрим подходящие варианты из списка. При реакции железа с соляной кислотой ($HCl$) образуется хлорид железа(II) ($FeCl_2$), так как кислота (за счёт ионов $H^+$) не является достаточно сильным окислителем для перевода железа в степень окисления $+3$. Уравнение этой реакции: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$. В то же время, хлор ($Cl_2$) – сильный окислитель, который при взаимодействии с железом окисляет его именно до степени окисления $+3$. Таким образом, вещество Y – это хлор ($Cl_2$).

Уравнение реакции: $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$.

Итак, для осуществления данной цепочки превращений вещество X – это $Mg$, а вещество Y – это $Cl_2$.

Ответ: X — $Mg$, Y — $Cl_2$.