Номер 14, страница 153 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Через порошок оксида железа(III) пропустили при нагревании ток водорода. Полученный продукт поместили в раствор сульфата меди(II). После окончания реакции раствор отфильтровали и к фильтрату добавили раствор гидроксида натрия. Образовался светло-зелёный осадок. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Уравнения реакций:

$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_2O$

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Решение:

Задача описывает последовательность трех химических превращений. Проанализируем каждый этап и напишем соответствующие уравнения реакций.

1. Первая стадия — это пропускание водорода ($H_2$) через порошок оксида железа(III) ($Fe_2O_3$) при нагревании. Это классическая реакция восстановления оксида металла до чистого металла. Водород восстанавливает железо из оксида, а сам окисляется до воды.

Уравнение реакции: $Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3H_2O$.

2. Полученный продукт, которым является металлическое железо ($Fe$), помещают в раствор сульфата меди(II) ($CuSO_4$). Железо стоит в ряду активности металлов левее меди, следовательно, оно является более активным металлом и способно вытеснять медь из растворов её солей. В ходе этой реакции замещения железо переходит в раствор в виде сульфата железа(II) ($FeSO_4$), а медь выпадает в осадок в виде простого вещества.

Уравнение реакции: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu\downarrow$.

3. Раствор отфильтровывают. В осадке остаются металлическая медь и, возможно, избыток непрореагировавшего железа. В фильтрате находится раствор сульфата железа(II) ($FeSO_4$). К этому фильтрату добавляют раствор гидроксида натрия ($NaOH$). Происходит реакция ионного обмена, в результате которой образуется осадок. По условию, осадок светло-зелёного цвета. Таким свойством обладает гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$). Это подтверждает, что в предыдущей реакции образовалась именно соль железа(II).

Уравнение реакции: $FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$.

Ответ:

$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3H_2O$

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu\downarrow$

$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$