Номер 4, страница 132 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Химические свойства.

1) Реагирует с неметаллами:

а) с галогенами:

$Fe + Cl_2 = \_$

б) с серой:

$Fe + S = \_$

в) с кислородом:

$Fe + O_2 = \_$

(название соединения)

2) Реагирует с водой при высоких температурах:

$Fe + HOH = \_ + \_$

3) Реагирует с растворами кислот:

$Fe + H_2SO_4 = \_ + \_$

Концентрированная азотная и концентрированная серная кислота, а также фосфорная кислота с железом

4) Вытесняет металлы из растворов солей:

$Fe + CuSO_4 = \_ + \_$

1) Реагирует с неметаллами:

а) с галогенами:

Железо является восстановителем и реагирует со многими неметаллами при нагревании. Галогены — сильные окислители. В реакции с хлором железо окисляется до степени окисления +3, образуя хлорид железа(III).

Процесс отдачи электронов атомом железа: $Fe^0 - 3e^- \rightarrow Fe^{+3}$

Уравнение реакции: $2Fe + 3Cl_2 = 2FeCl_3$

Ответ: В пропуске в уравнении реакции следует написать $2FeCl_3$ (с учетом коэффициентов $2Fe + 3Cl_2$). В квадратике под атомом железа следует указать число отданных электронов: $3ē$.

б) с серой:

Сера является менее сильным окислителем, чем хлор. При взаимодействии с серой при нагревании железо окисляется до степени окисления +2, образуя сульфид железа(II).

Процесс отдачи электронов атомом железа: $Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$

Уравнение реакции: $Fe + S = FeS$

Ответ: В пропуске в уравнении реакции следует написать $FeS$. В квадратике под атомом железа следует указать число отданных электронов: $2ē$.

в) с кислородом:

При сгорании железа в чистом кислороде или на воздухе образуется железная окалина — смешанный оксид, в котором железо проявляет степени окисления +2 и +3. Его формула $Fe_3O_4$ (или $FeO \cdot Fe_2O_3$).

Уравнение реакции: $3Fe + 2O_2 = Fe_3O_4$

Название этого соединения, которое помещается в предоставленные клеточки (8 и 7 букв) — "железная окалина".

Поскольку в продукте ($Fe_3O_4$) содержатся атомы железа в разных степенях окисления ($Fe^{+2}$ и $Fe^{+3}$), схема с отдачей электронов одним атомом железа является упрощением. В ходе реакции протекают оба процесса: $Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ и $Fe^0 - 3e^- \rightarrow Fe^{+3}$.

Ответ: В пропуске в уравнении реакции следует написать $Fe_3O_4$ (с учетом коэффициентов $3Fe + 2O_2$). В клеточках для названия соединения: железная окалина.

2) Реагирует с водой при высоких температурах:

Раскаленное железо реагирует с водяным паром. В результате реакции также образуется железная окалина ($Fe_3O_4$) и выделяется газообразный водород.

Уравнение реакции: $3Fe + 4H_2O \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4 + 4H_2$

Как и в предыдущем случае, железо окисляется одновременно до +2 и +3, поэтому указать одно значение для отданных электронов в предложенной схеме некорректно.

Ответ: В пропусках в уравнении реакции следует написать $Fe_3O_4$ и $4H_2$ (с учетом коэффициентов $3Fe + 4H_2O$).

3) Реагирует с растворами кислот:

В электрохимическом ряду напряжений металлов железо стоит левее водорода, поэтому оно способно вытеснять водород из растворов разбавленных кислот (таких как $H_2SO_4$ или $HCl$). При этом железо окисляется до степени окисления +2.

Уравнение реакции с разбавленной серной кислотой: $Fe + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2\uparrow$

Ответ: В пропусках в уравнении реакции следует написать $FeSO_4$ и $H_2$.

(касательно утверждения под пунктом 3)

Концентрированные азотная ($HNO_3$) и серная ($H_2SO_4$) кислоты являются сильными окислителями. При комнатной температуре они пассивируют железо, образуя на его поверхности тонкую и прочную оксидную пленку, которая защищает металл от дальнейшего взаимодействия. Реакция с этими кислотами возможна при нагревании. Фосфорная кислота не является кислотой-окислителем и не пассивирует железо.

Ответ: В пропуске следует написать: не реагируют на холоде (пассивируют его). Это утверждение в полной мере относится к концентрированным азотной и серной кислотам.

4) Вытесняет металлы из растворов солей:

Железо является более активным металлом, чем медь (стоит левее в ряду активности), поэтому оно вытесняет медь из растворов её солей в ходе реакции замещения. Железо при этом окисляется до +2.

Уравнение реакции: $Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu\downarrow$

Ответ: В пропусках в уравнении реакции следует написать $FeSO_4$ и $Cu$.