Номер 3, страница 176 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 49. Соединения железа. Глава 7. Металлы - номер 3, страница 176.

Условие.

3. Качественной реакцией на ионы $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$ является их взаимодействие

1) с сульфат-ионами

2) с известковой водой

3) с кислотами

4) с гидроксид-ионами

Решение.

Решение 2.

Решение

Качественная реакция — это реакция, которая позволяет обнаружить определенные ионы или вещества в растворе по характерному признаку, например, по выпадению осадка определенного цвета, выделению газа или изменению окраски раствора. Рассмотрим предложенные варианты для обнаружения ионов железа $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$.

1) с сульфат-ионами

Соли железа(II) и железа(III) с сульфат-ионами, такие как сульфат железа(II) ($FeSO_4$) и сульфат железа(III) ($Fe_2(SO_4)_3$), хорошо растворимы в воде. Поэтому при добавлении сульфат-ионов к растворам, содержащим ионы $Fe^{2+}$ или $Fe^{3+}$, видимых изменений (например, образования осадка) не произойдет. Этот вариант не подходит.

2) с известковой водой

Известковая вода является раствором гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) и служит источником гидроксид-ионов ($OH^-$). Этот вариант является частным случаем варианта 4. Реакция будет протекать, как описано в пункте 4.

3) с кислотами

Ионы $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$ в водных растворах солей (например, $FeCl_2$ или $Fe_2(SO_4)_3$) не вступают в реакцию с большинством кислот (кроме случаев окислительно-восстановительных реакций с кислотами-окислителями, что не является общей качественной реакцией). Следовательно, кислоты не используются для качественного определения этих ионов.

4) с гидроксид-ионами

Это классическая качественная реакция на ионы железа. При добавлении раствора щелочи (источника гидроксид-ионов, например, $NaOH$, $KOH$ или $Ca(OH)_2$) к растворам, содержащим ионы $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$, образуются нерастворимые гидроксиды, которые выпадают в виде осадков характерного цвета. Это позволяет не только обнаружить ионы железа, но и различить их.

• Для иона железа(II) ($Fe^{2+}$) реакция выглядит следующим образом:

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

  Образуется гидроксид железа(II) — осадок грязно-зеленого (серо-зеленого) цвета.

• Для иона железа(III) ($Fe^{3+}$) реакция выглядит так:

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

  Образуется гидроксид железа(III) — осадок бурого (красно-коричневого) цвета.

Таким образом, взаимодействие с гидроксид-ионами является качественной реакцией как на ионы $Fe^{2+}$, так и на ионы $Fe^{3+}$, поскольку приводит к образованию осадков с легко различимой окраской.

Ответ: 4