Страница 109 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Решение

Поскольку в задании не указан конкретный параграф, на основе которого нужно составить банк данных, предположим, что речь идет о ключевых понятиях из темы "Базы данных" в курсе информатики. Ниже представлен список электронных адресов (URL), раскрывающих содержание основных терминов, которые могут быть использованы для создания "классного банка данных".

База данных (БД)

Это представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ). Проще говоря, это организованное хранилище информации.

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных

Система управления базами данных (СУБД)

Это специализированное программное обеспечение, которое позволяет пользователям создавать, управлять и взаимодействовать с базами данных. СУБД обеспечивает контроль доступа к данным, их целостность, резервное копирование и восстановление. Примеры: MySQL, PostgreSQL, Microsoft Access.

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных

Реляционная модель данных

Это логическая модель данных, в которой вся информация представлена в виде таблиц. Данная модель является наиболее популярной и интуитивно понятной. Отношения между данными также представляются в виде таблиц.

Ответ:https://www.ibm.com/ru-ru/topics/relational-databases

Таблица, поле, запись

Это фундаментальные строительные блоки реляционной базы данных. Таблица — это основной объект, где хранятся данные (например, таблица "Ученики"). Поле (столбец) — это отдельная характеристика данных в таблице (например, "Имя", "Дата рождения"). Запись (строка) — это один полный набор данных об одном объекте (например, вся информация о конкретном ученике).

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/основы-проектирования-баз-данных-a24f0247-24d1-466d-a991-63bce2393a52

Первичный ключ (Primary Key)

Это поле (или набор полей), которое уникально идентифицирует каждую запись в таблице. Значение первичного ключа не может повторяться в пределах одной таблицы и не может быть пустым (NULL).

Ответ:https://selectel.ru/blog/primary-foreign-keys/

SQL (Structured Query Language)

Это язык структурированных запросов, который используется для взаимодействия с базами данных. С помощью SQL можно выполнять операции по выборке, добавлению, обновлению и удалению данных, а также создавать и изменять структуру самих баз данных.

Ответ:https://metanit.com/sql/mysql/1.1.php (основы языка)

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Поскольку тема урока и ключевые слова из параграфа неизвестны, в качестве примера выполнения этого задания будет подготовлено сообщение по одному из возможных ключевых словосочетаний из курса физики — «Закон всемирного тяготения».

Сообщение на тему: «Закон всемирного тяготения»

Закон всемирного тяготения — один из фундаментальных законов природы, открытый великим английским ученым Исааком Ньютоном и опубликованный им в 1687 году в его знаменитом труде «Математические начала натуральной философии». Этот закон описывает силу гравитационного притяжения между любыми двумя телами во Вселенной.

Формулировка закона
Согласно Ньютону, сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это означает, что чем массивнее тела и чем ближе они друг к другу, тем сильнее они притягиваются.

Математическое выражение
Закон всемирного тяготения выражается следующей формулой: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$
где:
$F$ — сила гравитационного притяжения между телами;
$m_1$ и $m_2$ — массы двух тел;
$r$ — расстояние между центрами масс этих тел;
$G$ — гравитационная постоянная, фундаментальная физическая константа.

Гравитационная постоянная
Гравитационная постоянная $G$ является коэффициентом пропорциональности в формуле и численно равна силе притяжения между двумя телами массой 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга. Её значение очень мало:
$G \approx 6.674 \times 10^{-11} \text{ Н} \cdot \text{м}^2 / \text{кг}^2$
Именно из-за малости этой величины мы не замечаем гравитационного притяжения между предметами в нашей повседневной жизни (например, между двумя книгами на столе), но она становится определяющей, когда речь идет о телах с огромной массой, таких как планеты и звезды.

Значение и применение закона
Открытие закона всемирного тяготения имело колоссальное значение для развития науки. Он позволил:
- объяснить движение планет Солнечной системы, их спутников и комет;
- предсказать существование и положение ранее неизвестных планет (например, Нептуна);
- рассчитывать траектории полета искусственных спутников Земли и межпланетных космических аппаратов;
- определять массы планет и звезд;
- объяснить природу приливов и отливов на Земле, вызываемых гравитационным влиянием Луны и Солнца.
Закон Ньютона стал основой для классической небесной механики и оставался незыблемым на протяжении более двухсот лет, пока в начале XX века не был обобщен общей теорией относительности Альберта Эйнштейна для случаев очень сильных гравитационных полей.

Ответ:
Подготовлен пример информационного продукта в виде сообщения по ключевому словосочетанию «Закон всемирного тяготения». Сообщение включает в себя формулировку закона, его математическое выражение, объяснение гравитационной постоянной, а также описание значения и областей применения данного фундаментального закона природы, что полностью соответствует условиям задания.

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

2. Напишите по два молекулярных уравнения, соответствующих следующим сокращённым ионным уравнениям:

а) $K^+ + Fe^{2+} + [Fe(CN)_6]^{3-} \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow;$

б) $K^+ + Fe^{3+} + [Fe(CN)_6]^{4-} \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow;$

в) $Fe^{3+} + SCN^- \rightleftarrows FeSCN^{2+}.$

Как называют эти реакции? Напишите названия реактивов.

а) $K^{+} + Fe^{2+} + [Fe(CN)_6]^{3-} \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow$

Для данного сокращенного ионного уравнения можно составить следующие молекулярные уравнения. Источником ионов $K^{+}$ и $[Fe(CN)_6]^{3-}$ служит гексацианоферрат(III) калия ($K_3[Fe(CN)_6]$). В качестве источника ионов $Fe^{2+}$ можно использовать различные растворимые соли железа(II), например, хлорид железа(II) или сульфат железа(II).

1. $FeCl_2 + K_3[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + 2KCl$

2. $FeSO_4 + K_3[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + K_2SO_4$

Эта реакция является качественной реакцией для обнаружения ионов железа(II) ($Fe^{2+}$). Это реакция ионного обмена, в результате которой образуется тёмно-синий осадок, называемый турнбулевой синью.

Названия использованных реактивов:

• $FeCl_2$ – хлорид железа(II)
• $FeSO_4$ – сульфат железа(II)
• $K_3[Fe(CN)_6]$ – гексацианоферрат(III) калия (красная кровяная соль)

Ответ: $FeCl_2 + K_3[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + 2KCl$;
$FeSO_4 + K_3[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + K_2SO_4$.

б) $K^{+} + Fe^{3+} + [Fe(CN)_6]^{4-} \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow$

Для данного сокращенного ионного уравнения можно составить следующие молекулярные уравнения. Источником ионов $K^{+}$ и $[Fe(CN)_6]^{4-}$ служит гексацианоферрат(II) калия ($K_4[Fe(CN)_6]$). В качестве источника ионов $Fe^{3+}$ можно использовать различные растворимые соли железа(III), например, хлорид железа(III) или нитрат железа(III).

1. $FeCl_3 + K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + 3KCl$

2. $Fe(NO_3)_3 + K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + 3KNO_3$

Эта реакция является качественной реакцией для обнаружения ионов железа(III) ($Fe^{3+}$). Это реакция ионного обмена, в результате которой образуется тёмно-синий осадок, называемый берлинской лазурью.

Названия использованных реактивов:

• $FeCl_3$ – хлорид железа(III)
• $Fe(NO_3)_3$ – нитрат железа(III)
• $K_4[Fe(CN)_6]$ – гексацианоферрат(II) калия (желтая кровяная соль)

Ответ: $FeCl_3 + K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + 3KCl$;
$Fe(NO_3)_3 + K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow KFe[Fe(CN)_6]\downarrow + 3KNO_3$.

в) $Fe^{3+} + SCN^{-} \leftrightarrows FeSCN^{2+}$

Для данного обратимого ионного уравнения можно составить следующие молекулярные уравнения. Источником ионов $Fe^{3+}$ могут служить растворимые соли железа(III), а источником тиоцианат-ионов ($SCN^{-}$) — растворимые тиоцианаты (роданиды).

1. $FeCl_3 + 3KSCN \leftrightarrows Fe(SCN)_3 + 3KCl$

2. $Fe_2(SO_4)_3 + 6NH_4SCN \leftrightarrows 2Fe(SCN)_3 + 3(NH_4)_2SO_4$

Эта реакция является качественной реакцией для обнаружения ионов железа(III) ($Fe^{3+}$) или тиоцианат-ионов ($SCN^{-}$). Это реакция комплексообразования, приводящая к образованию раствора кроваво-красного цвета из-за формирования тиоцианатных комплексов железа(III).

Названия использованных реактивов:

• $FeCl_3$ – хлорид железа(III)
• $Fe_2(SO_4)_3$ – сульфат железа(III)
• $KSCN$ – тиоцианат калия (роданид калия)
• $NH_4SCN$ – тиоцианат аммония (роданид аммония)

Ответ: $FeCl_3 + 3KSCN \leftrightarrows Fe(SCN)_3 + 3KCl$;
$Fe_2(SO_4)_3 + 6NH_4SCN \leftrightarrows 2Fe(SCN)_3 + 3(NH_4)_2SO_4$.

3. Используя дополнительную литературу (словари русского языка, химические словари и др.), подготовьте рассказ о происхождении названий реактивов и продуктов качественных реакций на $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$.

Качественные реакции на ионы железа $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$ являются одними из самых наглядных и красочных в аналитической химии. Названия реактивов и продуктов этих реакций часто имеют интересное историческое и лингвистическое происхождение, связанное с их цветом, способом получения или именами первооткрывателей.

Происхождение названий реактивов и продуктов качественных реакций на $Fe^{3+}$

Для обнаружения ионов трехвалентного железа ($Fe^{3+}$) чаще всего используют две реакции, названия участников которых хранят в себе целые истории. Первая, и самая знаменитая, — это реакция с роданидом калия. При добавлении к раствору соли $Fe^{3+}$ бесцветного раствора роданида калия ($KSCN$) раствор мгновенно окрашивается в интенсивный кроваво-красный цвет. Это происходит из-за образования тиоцианатных комплексов железа(III), например, $Fe(SCN)_3$.

Происхождение названий здесь напрямую связано с наблюдаемым эффектом. Слово «роданид» происходит от греческого «rhodon» (ῥόδον), что означает «роза» или «красный». Такое имя было дано иону $SCN^−$ именно за его способность «рождать» красный цвет при контакте с ионами $Fe^{3+}$. Приставка «тио-» (от греческого «theion» (θεῖον) — «сера») указывает на то, что в ионе атом кислорода заменен на атом серы (в сравнении с цианатом $OCN^−$).

Вторая реакция — взаимодействие ионов $Fe^{3+}$ с гексацианоферратом(II) калия ($K_4[Fe(CN)_6]$), в результате которой образуется ярко-синий осадок, известный как берлинская лазурь. Уравнение реакции: $4Fe^{3+} + 3[Fe(CN)_6]^{4-} \rightarrow Fe_4[Fe(CN)_6]_3 \downarrow$.

Здесь названия еще более историчны. Реактив $K_4[Fe(CN)_6]$ носит тривиальное название «желтая кровяная соль». Оно появилось в XVIII веке, когда вещество получали путем сплавления отходов со скотобоен (крови, рогов) с поташом и железными опилками. Полученный продукт имел желтый цвет, отсюда и название. Продукт реакции, «берлинская лазурь», — это красивый и стойкий синий пигмент, полученный случайно в Берлине около 1706 года красильщиком Дисбахом. Название «берлинская» указывает на место открытия, а «лазурь» (от персидского «ладжвард») — на его глубокий синий цвет.

Ответ: Происхождение названий реактивов и продуктов для качественных реакций на $Fe^{3+}$ связано в основном с цветом образующихся соединений (кроваво-красный от «роданида», синяя «лазурь») и историческими способами их получения из сырья животного происхождения («кровяная соль»).

Происхождение названий реактивов и продуктов качественных реакций на $Fe^{2+}$

Для определения ионов двухвалентного железа ($Fe^{2+}$) также существуют характерные реакции.

Основной реакцией является взаимодействие с гексацианоферратом(III) калия ($K_3[Fe(CN)_6]$). В результате образуется темно-синий осадок, который исторически называют турнбулевой синью. Уравнение реакции: $3Fe^{2+} + 2[Fe(CN)_6]^{3-} \rightarrow Fe_3[Fe(CN)_6]_2 \downarrow$.

Реактив $K_3[Fe(CN)_6]$ носит название «красная кровяная соль», так как его получают окислением желтой кровяной соли, а его кристаллы имеют насыщенный рубиново-красный цвет. Название «кровяная» сохранилось по аналогии с исходным веществом. Продукт, «турнбулева синь», получил свое название в честь шотландской фирмы «Артур и Турнбуль», которая в конце XVIII века наладила его промышленное производство. Любопытно, что дальнейшие исследования показали: турнбулева синь и берлинская лазурь химически являются одним и тем же веществом ($Fe_4[Fe(CN)_6]_3$).

Другая качественная реакция — это реакция со щелочами, например, с гидроксидом натрия ($NaOH$). При этом выпадает осадок гидроксида железа(II) $Fe(OH)_2$ грязно-зеленого цвета: $Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$. Этот осадок на воздухе быстро окисляется, превращаясь в бурый гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$. Названия «гидроксид» (от греч. «вода» и «кислый») и «натрий» (от араб. «натрун» - сода) являются систематическими или происходят от названий исходного сырья.

Ответ: Названия реактивов и продуктов для качественных реакций на $Fe^{2+}$ также отражают их цвет (красная кровяная соль), историю открытия и коммерческого производства (турнбулева синь) или являются систематическими, основанными на их химическом составе (гидроксид железа(II)).

4. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$Fe \xrightarrow{1} FeCl_2$

$FeCl_2 \xrightarrow{2} Fe(OH)_2$

$Fe(OH)_2 \xrightarrow{3} Fe(OH)_3$

$Fe(OH)_3 \xrightarrow{4} Fe_2O_3$

$Fe_2O_3 \xrightarrow{5} Fe$

$Fe(OH)_3 \xrightarrow{6} FeCl_3$

$FeCl_3 \xrightarrow{7} Fe(OH)_3$

$FeCl_3 \xrightarrow{8} Fe_2O_3$

Рассмотрите два превращения (по выбору) с позиций окисления-восстановления. Реакции с участием электролитов напишите в молекулярной и ионных формах.

Уравнения реакций для осуществления превращений:

1. $Fe \rightarrow FeCl_2$

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

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

2. $FeCl_2 \rightarrow Fe(OH)_2$

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

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

3. $Fe(OH)_2 \rightarrow Fe(OH)_3$

$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$

Ответ: $4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$

4. $Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3$

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

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

5. $Fe_2O_3 \rightarrow Fe$

$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2 \uparrow$

Ответ: $Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2 \uparrow$

6. $Fe_2O_3 \rightarrow FeCl_3$

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

Ответ: $Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

7. $FeCl_3 \rightarrow Fe(OH)_3$

$FeCl_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3KCl$

Ответ: $FeCl_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3KCl$

8. $FeCl_3 \rightarrow Fe$

$2FeCl_3 + 3Zn \rightarrow 2Fe + 3ZnCl_2$

Ответ: $2FeCl_3 + 3Zn \rightarrow 2Fe + 3ZnCl_2$

Разбор двух превращений с позиций окисления-восстановления:

Превращение 1: $Fe \rightarrow FeCl_2$

Молекулярное уравнение реакции:

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

Это окислительно-восстановительная реакция. Определим степени окисления элементов, участвующих в изменении:

$\overset{0}{Fe} + 2\overset{+1}{H}Cl \rightarrow \overset{+2}{Fe}Cl_2 + \overset{0}{H_2} \uparrow$

Железо ($Fe$) повышает свою степень окисления с 0 до +2, следовательно, является восстановителем (подвергается окислению).

Водород ($H$) понижает свою степень окисления с +1 до 0, следовательно, ион водорода $H^+$ (в составе соляной кислоты) является окислителем (подвергается восстановлению).

Процессы окисления и восстановления (электронный баланс):

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ | 1 (процесс окисления)

$2H^{+} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 1 (процесс восстановления)

Реакция протекает в растворе с участием электролитов (соляная кислота $HCl$ - сильный электролит, хлорид железа(II) $FeCl_2$ - растворимая соль, сильный электролит), поэтому запишем ее в ионной форме.

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение (после исключения ионов-наблюдателей $Cl^-$):

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

Ответ: Уравнение реакции: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$. Восстановитель: $Fe^0$, окислитель: $H^+$. Сокращенное ионное уравнение: $Fe^0 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2 \uparrow$.

Превращение 3: $Fe(OH)_2 \rightarrow Fe(OH)_3$

Молекулярное уравнение реакции:

$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3$

Это окислительно-восстановительная реакция. Определим степени окисления элементов, участвующих в изменении:

$4\overset{+2}{Fe}(OH)_2 + \overset{0}{O_2} + 2H_2O \rightarrow 4\overset{+3}{Fe}(OH)_3$

Железо ($Fe$) повышает свою степень окисления с +2 до +3, следовательно, гидроксид железа(II) $Fe(OH)_2$ является восстановителем (подвергается окислению).

Кислород ($O$) понижает свою степень окисления с 0 до -2, следовательно, молекулярный кислород $O_2$ является окислителем (подвергается восстановлению).

Процессы окисления и восстановления (электронный баланс):

$Fe^{+2} - 1e^- \rightarrow Fe^{+3}$ | 4 (процесс окисления)

$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 (процесс восстановления)

Реакция протекает с участием нерастворимых веществ ($Fe(OH)_2, Fe(OH)_3$) и слабого электролита ($H_2O$), поэтому ионные уравнения для нее обычно не записывают. Записывается только молекулярное уравнение.

Ответ: Уравнение реакции: $4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3$. Восстановитель: $Fe(OH)_2$, окислитель: $O_2$.