Страница 132 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Физические свойства:

3. Физические свойства: это характеристики вещества или системы, которые можно наблюдать и измерять, не изменяя при этом химический состав вещества. Они описывают его физическое состояние и поведение в физических процессах. К основным физическим свойствам относятся:
- Агрегатное состояние: твёрдое, жидкое, газообразное или плазма (при определённых температуре и давлении).
- Оптические свойства: цвет, блеск, прозрачность, показатель преломления.
- Органолептические свойства: запах и вкус (проба на вкус в химии недопустима из соображений безопасности).
- Плотность: отношение массы вещества к занимаемому им объёму.
- Температуры фазовых переходов: температура плавления (переход из твёрдого в жидкое состояние) и температура кипения (переход из жидкого в газообразное).
- Механические свойства: твёрдость (сопротивление деформации), пластичность (способность изменять форму без разрушения), хрупкость (свойство разрушаться при малых деформациях), упругость (способность восстанавливать форму после снятия нагрузки).
- Растворимость: способность вещества образовывать однородную смесь (раствор) с растворителем.
- Теплопроводность: способность вещества переносить тепло.
- Электропроводность: способность вещества проводить электрический ток; по этому свойству вещества делят на проводники, полупроводники и диэлектрики.
- Магнитные свойства: способность вещества взаимодействовать с магнитным полем (например, ферромагнетизм, парамагнетизм, диамагнетизм).

Ответ: совокупность характеристик, которые можно измерить или наблюдать без изменения химической природы вещества; к ним относятся агрегатное состояние, цвет, запах, плотность, температуры плавления и кипения, твёрдость, пластичность, растворимость, тепло- и электропроводность.

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 $Cu$.

5. Соединения железа в степени окисления +2.

1) Оксид железа $\square\square\square$ — типичный основной оксид:

а) $HCl$ + $FeO$ = _________ + _________

б) $SO_3$ + $FeO$ = _________

2) Гидроксид железа(II) $\square\square(\square\square)_\square$ — нерастворимое основание:

а) $HCl$ + $Fe(OH)_2$ = _________ + _________

б) $Fe(OH)_2 \xrightarrow{t}$ = _________ + _________

3) Сульфат железа(II) образует кристаллогидрат с формулой:

_________

(название)

4) Реактив на ионы $Fe^{2+}$ — красная кровяная соль (пример уравнения):

Выпадает осадок _________ цвета.

1) Оксид железа(II) $FeO$ — типичный оcно́вный оксид:

а) Оксид железа(II) является основным оксидом, поэтому он реагирует с кислотами с образованием соли и воды. Продуктами реакции соляной кислоты и оксида железа(II) являются хлорид железа(II) и вода. Уравнение реакции:

$2HCl + FeO = FeCl_2 + H_2O$

Ответ: $FeCl_2 + H_2O$.

б) Оксид железа(II) как основный оксид реагирует с кислотными оксидами с образованием соли. При реакции с оксидом серы(VI) образуется сульфат железа(II). Уравнение реакции:

$SO_3 + FeO = FeSO_4$

Ответ: $FeSO_4$.

2) Гидроксид железа(II) $Fe(OH)_2$ — нерастворимое основание:

а) Гидроксид железа(II) — это основание, которое вступает в реакцию нейтрализации с кислотами. При взаимодействии с соляной кислотой образуются соль (хлорид железа(II)) и вода. Уравнение реакции:

$2HCl + Fe(OH)_2 = FeCl_2 + 2H_2O$

Ответ: $FeCl_2 + 2H_2O$.

б) Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду. Гидроксид железа(II) при термическом разложении (без доступа кислорода) образует оксид железа(II) и воду. Уравнение реакции:

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

Ответ: $FeO + H_2O$.

3) Сульфат железа(II) образует кристаллогидрат с формулой:

Сульфат железа(II) при кристаллизации из водных растворов образует кристаллогидрат. Наиболее распространенным является гептагидрат сульфата железа(II), который имеет тривиальное название "железный купорос".

Ответ: Формула: $FeSO_4 \cdot 7H_2O$. Название: железный купорос (гептагидрат сульфата железа(II)).

4) Реактив на ионы $Fe^{2+}$ — красная кровяная соль (пример уравнения):

Качественной реакцией на ионы железа(II) $Fe^{2+}$ является их взаимодействие с раствором гексацианоферрата(III) калия $K_3[Fe(CN)_6]$ (красная кровяная соль). В результате реакции образуется тёмно-синий осадок, называемый турнбулевой синью. В качестве примера можно привести реакцию с любой растворимой солью железа(II), например, с хлоридом железа(II):

$3FeCl_2 + 2K_3[Fe(CN)_6] = Fe_3[Fe(CN)_6]_2 \downarrow + 6KCl$

В соответствии с этим, наблюдается выпадение осадка характерного цвета.

Выпадает осадок тёмно-синего цвета.

Ответ: Уравнение: $3FeCl_2 + 2K_3[Fe(CN)_6] = Fe_3[Fe(CN)_6]_2 \downarrow + 6KCl$. Цвет осадка: тёмно-синий.