Номер 1463, страница 227 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1463. Приведите молекулярные уравнения химических реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) $Fe \to FeO \to Fe_3O_4 \to Fe_2O_3 \to Fe_3O_4 \to Fe;$

б) $Fe \to FeCl_3 \to FeCl_2 \to Fe(OH)_2 \to Fe(OH)_3 \to Fe_2O_3;$

в) $Fe_2O_3 \to KFeO_2 \to Fe(NO_3)_3 \to Fe_2O_3 \to FeCl_3 \to FeCl_2;$

г) $FeS \to Fe_2O_3 \to FeCl_3 \to Fe(NO_3)_3 \to Fe(NO_3)_2 \to Fe_2O_3.$

а) 1. Получение оксида железа(II) реакцией железа с водяным паром при нагревании:

$Fe + H_2O_{(г)} \xrightarrow{t} FeO + H_2\uparrow$

2. Окисление оксида железа(II) кислородом до железной окалины (оксида железа(II,III)) при нагревании:

$6FeO + O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_3O_4$

3. Дальнейшее окисление железной окалины до оксида железа(III) при сильном нагревании в избытке кислорода:

$4Fe_3O_4 + O_2 \xrightarrow{t} 6Fe_2O_3$

4. Частичное восстановление оксида железа(III) до железной окалины с помощью угарного газа:

$3Fe_2O_3 + CO \xrightarrow{400-500°C} 2Fe_3O_4 + CO_2\uparrow$

5. Восстановление железной окалины до металлического железа угарным газом (процесс, аналогичный доменному):

$Fe_3O_4 + 4CO \xrightarrow{>700°C} 3Fe + 4CO_2\uparrow$

Ответ: Выше приведены молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.

б) 1. Получение хлорида железа(III) реакцией железа с газообразным хлором при нагревании:

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

2. Восстановление хлорида железа(III) до хлорида железа(II) с помощью металлического железа:

$2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2$

3. Получение гидроксида железа(II) в виде осадка при реакции хлорида железа(II) со щелочью:

$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

4. Окисление гидроксида железа(II) до гидроксида железа(III) кислородом воздуха в водной среде:

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

5. Термическое разложение гидроксида железа(III) с образованием оксида железа(III):

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

Ответ: Выше приведены молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.

в) 1. Получение феррита калия сплавлением оксида железа(III) с гидроксидом калия:

$Fe_2O_3 + 2KOH \xrightarrow{сплавление} 2KFeO_2 + H_2O$

2. Реакция феррита калия с избытком азотной кислоты с образованием нитрата железа(III):

$KFeO_2 + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + KNO_3 + 2H_2O$

3. Термическое разложение нитрата железа(III) до оксида железа(III):

$4Fe(NO_3)_3 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 12NO_2\uparrow + 3O_2\uparrow$

4. Реакция оксида железа(III) с соляной кислотой с образованием хлорида железа(III):

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

5. Восстановление хлорида железа(III) до хлорида железа(II) металлическим железом:

$2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2$

Ответ: Выше приведены молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.

г) 1. Обжиг сульфида железа(II) в кислороде с получением оксида железа(III):

$4FeS + 7O_2 \xrightarrow{обжиг} 2Fe_2O_3 + 4SO_2\uparrow$

2. Растворение оксида железа(III) в соляной кислоте для получения хлорида железа(III):

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

3. Реакция обмена между хлоридом железа(III) и нитратом серебра с образованием нерастворимого хлорида серебра и нитрата железа(III):

$FeCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 3AgCl\downarrow$

4. Восстановление нитрата железа(III) до нитрата железа(II) с помощью металлического железа:

$2Fe(NO_3)_3 + Fe \rightarrow 3Fe(NO_3)_2$

5. Прокаливание нитрата железа(II) на воздухе с образованием оксида железа(III):

$4Fe(NO_3)_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 8NO_2\uparrow$

Ответ: Выше приведены молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.