1. Напишите уравнения возможных реакций взаимодействия кальция и железа с веществами: бромом, водой, серной кислотой. Рассмотрите одну из записанных реакций в свете ОВР.

Решение:

1. Реакции кальция (Ca)

• С бромом (Br₂): Ca + Br₂ → CaBr₂
• С водой (H₂O): Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑
• С серной кислотой (H₂SO₄):
• Разбавленной: Ca + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + H₂↑
• Концентрированной (холодная): Реакция не идет.
• Концентрированной (горячая): Ca + 2H₂SO₄ (конц.) → CaSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

2. Реакции железа (Fe)

• С бромом (Br₂): 2Fe + 3Br₂ → 2FeBr₃
• С водой (H₂O):
• При обычных условиях: Реакция не идет.
• При высокой температуре (с водяным паром): 3Fe + 4H₂O (пар) → Fe₃O₄ + 4H₂↑
• С серной кислотой (H₂SO₄):
• Разбавленной: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑
• Концентрированной (холодная): Реакция не идет (пассивация).
• Концентрированной (горячая): 2Fe + 6H₂SO₄ (конц., гор.) → 2Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

3. Рассмотрение реакции в свете ОВР

Рассмотрим реакцию железа с разбавленной серной кислотой:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

Окислитель: H₂SO₄ (ион S⁺⁶)

Восстановитель: Fe (Fe⁰)

Окисление: Fe⁰ - 2e^- → Fe⁺²

Восстановление: 2H⁺¹ + 2e^- → H₂⁰

В данной реакции железо отдает электроны (окисляется), а ионы водорода принимают электроны (восстанавливаются).