Номер 1, страница 109 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Напишите уравнения реакций, иллюстрирующих генетические ряды соединений $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$. Первые реакции каждого ряда охарактеризуйте с позиций окисления-восстановления, а реакции с участием электролитов запишите также в ионном виде.

Генетический ряд соединений Fe²⁺

Генетический ряд можно представить следующей схемой превращений: $Fe \rightarrow FeCl_2 \rightarrow Fe(OH)_2 \rightarrow FeO$.

1. Получение соли двухвалентного железа из простого вещества. Эта реакция является окислительно-восстановительной. Железо реагирует с соляной кислотой (неокисляющей кислотой).

Молекулярное уравнение:

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

Характеристика с позиции окисления-восстановления:

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}$ (процесс окисления, $Fe^0$ – восстановитель)

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (процесс восстановления, $H^+$ – окислитель)

Так как в реакции участвует сильный электролит (соляная кислота), запишем ее в ионном виде:

Полное ионное уравнение:

$Fe^0 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Fe^{2+} + 2Cl^- + H_2^0 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^0 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2^0 \uparrow$

2. Получение гидроксида железа(II) из его соли путем реакции ионного обмена со щелочью.

Молекулярное уравнение:

$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:

$Fe^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$

3. Получение оксида железа(II) термическим разложением гидроксида (без доступа воздуха).

Молекулярное уравнение:

$Fe(OH)_2 \xrightarrow{t} FeO + H_2O$

Ответ: Генетический ряд для соединений $Fe^{2+}$: $Fe \xrightarrow{+HCl} FeCl_2 \xrightarrow{+NaOH} Fe(OH)_2 \xrightarrow{t} FeO$. Первая реакция ($Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$) является окислительно-восстановительной, где железо ($Fe^0$) – восстановитель, а ионы водорода ($H^+$) – окислитель. Реакции с участием электролитов в ионном виде: $Fe^0 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2^0 \uparrow$; $Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$.

Генетический ряд соединений Fe³⁺

Генетический ряд можно представить следующей схемой превращений: $Fe \rightarrow FeCl_3 \rightarrow Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3$.

1. Получение соли трехвалентного железа из простого вещества. Эта реакция является окислительно-восстановительной. Для получения соединений $Fe^{3+}$ из простого вещества нужен сильный окислитель, например, хлор.

Молекулярное уравнение:

$2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$

Характеристика с позиции окисления-восстановления:

$Fe^0 - 3e^- \rightarrow Fe^{3+}$ (процесс окисления, $Fe^0$ – восстановитель)

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-$ (процесс восстановления, $Cl_2^0$ – окислитель)

Данная реакция протекает между простыми веществами (в газовой фазе и твердой), а не в растворе электролитов, поэтому ионные уравнения для неё не составляются.

2. Получение гидроксида железа(III) из его соли путем реакции ионного обмена со щелочью.

Молекулярное уравнение:

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Полное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3Cl^- + 3Na^+ + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na^+ + 3Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

3. Получение оксида железа(III) термическим разложением гидроксида.

Молекулярное уравнение:

$2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$

Ответ: Генетический ряд для соединений $Fe^{3+}$: $Fe \xrightarrow{+Cl_2, t} FeCl_3 \xrightarrow{+NaOH} Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3$. Первая реакция ($2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$) является окислительно-восстановительной, где железо ($Fe^0$) – восстановитель, а хлор ($Cl_2$) – окислитель. Реакция с участием электролитов в ионном виде: $Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$.