Номер 7, страница 274 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

7. Составьте уравнения реакций оксидов железа $ \text{FeO} $, $ \text{Fe}_2\text{O}_3 $ и $ \text{Fe}_3\text{O}_4 $ с водородом, разбавленными серной и соляной кислотами.

Решение

В задании требуется составить уравнения реакций для трех оксидов железа с тремя различными реагентами: водородом, разбавленной серной кислотой и разбавленной соляной кислотой. Рассмотрим каждый оксид по отдельности.

Реакции для оксида железа(II) $FeO$

Оксид железа(II) является основным оксидом. Он вступает в реакции обмена с кислотами, образуя соль железа(II) и воду. При взаимодействии с водородом при высокой температуре он восстанавливается до металлического железа.

1. С водородом (окислительно-восстановительная реакция, восстановление):

$FeO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe + H_2O$

2. С разбавленной серной кислотой (реакция обмена):

$FeO + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O$

3. С разбавленной соляной кислотой (реакция обмена):

$FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$

Ответ: $FeO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe + H_2O$; $FeO + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O$; $FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$.

Реакции для оксида железа(III) $Fe_2O_3$

Оксид железа(III) проявляет в основном основные свойства с признаками амфотерности. Он реагирует с кислотами с образованием солей железа(III) и воды, а также восстанавливается водородом до железа.

1. С водородом (окислительно-восстановительная реакция, восстановление):

$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3H_2O$

2. С разбавленной серной кислотой (реакция обмена):

$Fe_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O$

3. С разбавленной соляной кислотой (реакция обмена):

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

Ответ: $Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3H_2O$; $Fe_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O$; $Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$.

Реакции для оксида железа(II, III) $Fe_3O_4$

Оксид железа(II, III), или железная окалина, является смешанным оксидом. Его состав можно условно представить формулой $FeO \cdot Fe_2O_3$. Поэтому при взаимодействии с кислотами (без изменения степени окисления) он образует одновременно две соли — соль железа(II) и соль железа(III). При восстановлении водородом образуется металлическое железо.

1. С водородом (окислительно-восстановительная реакция, восстановление):

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

2. С разбавленной серной кислотой (реакция обмена):

$Fe_3O_4 + 4H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + Fe_2(SO_4)_3 + 4H_2O$

3. С разбавленной соляной кислотой (реакция обмена):

$Fe_3O_4 + 8HCl \rightarrow FeCl_2 + 2FeCl_3 + 4H_2O$

Ответ: $Fe_3O_4 + 4H_2 \xrightarrow{t^\circ} 3Fe + 4H_2O$; $Fe_3O_4 + 4H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + Fe_2(SO_4)_3 + 4H_2O$; $Fe_3O_4 + 8HCl \rightarrow FeCl_2 + 2FeCl_3 + 4H_2O$.