Номер 1, страница 176 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 49. Соединения железа. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 176.

Условие.

1. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно получить:

а) соли железа(II) и соли железа(III);

б) гидроксид железа(II) и гидроксид железа(III);

в) оксиды железа.

Решение.

Решение 2.

а) соли железа(II) и соли железа(III);

Решение

Получение солей железа(II):

Соли двухвалентного железа можно получить взаимодействием металлического железа с разбавленными кислотами (неокислителями), такими как соляная или серная кислота. В этих реакциях железо вытесняет водород, образуя соль со степенью окисления +2.

1. Взаимодействие железа с соляной кислотой:

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

2. Взаимодействие железа с разбавленной серной кислотой:

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

Также соли железа(II) можно получить реакцией обмена между оксидом или гидроксидом железа(II) и кислотой:

3. Взаимодействие оксида железа(II) с серной кислотой:

$FeO + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O$

Получение солей железа(III):

Соли трехвалентного железа образуются при взаимодействии железа с сильными окислителями, например, с галогенами или кислотами-окислителями (концентрированными серной и азотной).

1. Взаимодействие железа с хлором при нагревании:

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

2. Взаимодействие железа с концентрированной азотной кислотой (при нагревании, на холоде пассивируется):

$Fe + 6HNO_3(конц.) \xrightarrow{t} Fe(NO_3)_3 + 3NO_2 \uparrow + 3H_2O$

Соли железа(III) также получаются при взаимодействии оксида или гидроксида железа(III) с кислотами:

3. Взаимодействие оксида железа(III) с соляной кислотой:

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

Кроме того, соли железа(II) можно окислить до солей железа(III):

4. Окисление хлорида железа(II) хлором:

$2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

Ответ: Уравнения реакций для получения солей железа(II): $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$; $FeO + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O$. Уравнения реакций для получения солей железа(III): $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$; $Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$.

б) гидроксид железа(II) и гидроксид железа(III);

Решение

Гидроксиды железа(II) и (III) являются нерастворимыми основаниями, поэтому их получают реакциями обмена между растворимыми солями железа и щелочами.

Получение гидроксида железа(II):

Гидроксид железа(II) $Fe(OH)_2$ получают, добавляя раствор щелочи к раствору соли железа(II) в отсутствие кислорода воздуха, так как он легко окисляется. Выпадает осадок грязно-зеленого цвета.

$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Получение гидроксида железа(III):

Гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$ получают, добавляя раствор щелочи к раствору соли железа(III). Выпадает бурый осадок.

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

Также гидроксид железа(III) можно получить при окислении гидроксида железа(II) кислородом воздуха:

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

Ответ: Уравнение реакции для получения гидроксида железа(II): $FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$. Уравнение реакции для получения гидроксида железа(III): $FeCl_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3KCl$.

в) оксиды железа.

Решение

Железо образует несколько оксидов, наиболее распространенные из которых - оксид железа(II) $FeO$, оксид железа(III) $Fe_2O_3$ и смешанный оксид железа(II, III) $Fe_3O_4$.

Получение оксида железа(II) $FeO$:

Этот оксид можно получить при термическом разложении солей железа(II) без доступа воздуха, например, оксалата железа(II).

$FeC_2O_4 \xrightarrow{t} FeO + CO \uparrow + CO_2 \uparrow$

Получение оксида железа(III) $Fe_2O_3$:

Оксид железа(III) является конечным продуктом окисления железа и его соединений. Его можно получить:

1. Сжиганием железа в кислороде:

$4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3$

2. Термическим разложением гидроксида железа(III):

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

Получение оксида железа(II, III) $Fe_3O_4$ (железная окалина):

Смешанный оксид образуется при горении железа на воздухе или в водяном паре при высокой температуре.

1. Горение железа в кислороде:

$3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t} Fe_3O_4$

2. Реакция железа с водяным паром:

$3Fe + 4H_2O(пар) \xrightarrow{t>570^{\circ}C} Fe_3O_4 + 4H_2 \uparrow$

Ответ: Уравнения реакций для получения оксидов железа: $FeO$ (оксид железа(II)) - $FeC_2O_4 \xrightarrow{t} FeO + CO \uparrow + CO_2 \uparrow$; $Fe_2O_3$ (оксид железа(III)) - $2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$; $Fe_3O_4$ (оксид железа(II, III)) - $3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t} Fe_3O_4$.