Номер 4, страница 38 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Запишите молекулярные и ионные уравнения пяти возможных реакций получения сульфата железа(II). Реакцию замещения рассмотрите как окислительно-восстановительную.

Решение

Для получения сульфата железа(II) ($FeSO_4$) можно провести несколько типов химических реакций. Ниже приведены пять возможных способов с соответствующими молекулярными и ионными уравнениями.

1. Взаимодействие железа с разбавленной серной кислотой

Это реакция замещения, в которой более активный металл (железо) вытесняет водород из кислоты. Согласно условию, рассмотрим эту реакцию как окислительно-восстановительную.

Молекулярное уравнение:

$Fe + H_2SO_4(разб.) \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Окислительно-восстановительный процесс:

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}$ (железо является восстановителем, процесс окисления)

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (ионы водорода являются окислителем, процесс восстановления)

Полное ионное уравнение:

$Fe^0 + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2^0 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Молекулярное уравнение: $Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$; сокращенное ионное уравнение: $Fe^0 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2^0 \uparrow$.

2. Взаимодействие оксида железа(II) с серной кислотой

Это реакция обмена между основным оксидом и кислотой, в результате которой образуются соль и вода.

Молекулярное уравнение:

$FeO + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O$

Полное ионное уравнение (оксид железа(II) - нерастворимое твердое вещество):

$FeO + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$FeO + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $FeO + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O$; сокращенное ионное уравнение: $FeO + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2O$.

3. Взаимодействие гидроксида железа(II) с серной кислотой

Это реакция нейтрализации между нерастворимым основанием и кислотой с образованием соли и воды.

Молекулярное уравнение:

$Fe(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение (гидроксид железа(II) - осадок):

$Fe(OH)_2 \downarrow + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe(OH)_2 \downarrow + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + 2H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Fe(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + 2H_2O$; сокращенное ионное уравнение: $Fe(OH)_2 \downarrow + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + 2H_2O$.

4. Взаимодействие карбоната железа(II) с серной кислотой

В этой реакции обмена более сильная серная кислота вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту из ее соли.

Молекулярное уравнение:

$FeCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение (карбонат железа(II) - осадок):

$FeCO_3 \downarrow + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$FeCO_3 \downarrow + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $FeCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$; сокращенное ионное уравнение: $FeCO_3 \downarrow + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2O + CO_2 \uparrow$.

5. Взаимодействие железа с раствором сульфата меди(II)

Это еще один пример реакции замещения, где железо, как более активный металл, вытесняет медь из раствора ее соли.

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

$Fe^0 + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Cu^0 \downarrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0 \downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu \downarrow$; сокращенное ионное уравнение: $Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0 \downarrow$.