2. Составьте уравнения реакций, в которых железо реагирует: а) с ки- слотами; б) с солями; в) с водой при повышенной температуре. Пока-жите переход электронов и укажите окислитель и восстановитель.

Краткое пояснение:

Реакция железа с кислотами:

1. С несильными окислителями (например, HCl, H₂SO₄ разб.):
• Уравнение реакции: \( Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2 \)
• Переход электронов: \( Fe^0 → Fe^{2+} + 2e^- \) (окисление)
• \( 2H^+ + 2e^- → H_2^0 \) (восстановление)
• Окислитель: \( H^+ \) (ионы водорода)
• Восстановитель: \( Fe \) (железо)
2. С сильными окислителями (например, HNO₃ конц.):
• Реакция идет с выделением оксидов азота (например, NO₂ или NO). Пассивирует железо в холодном концентрированном растворе.
• Уравнение реакции (пример с HNO₃ разб.): \( 3Fe + 8HNO_3 (разб.) → 3Fe(NO_3)_2 + 2NO → + 4H_2O \)
• Переход электронов: \( Fe^0 → Fe^{2+} + 2e^- \) (окисление)
• \( NO_3^- + 4H^+ + 3e^- → NO^0 + 2H_2O \) (восстановление)
• Окислитель: \( NO_3^- \) (нитрат-ион)
• Восстановитель: \( Fe \) (железо)

Реакция железа с солями:

1. Железо вытесняет из растворов солей менее активные металлы.
• Уравнение реакции: \( Fe + CuSO_4 → FeSO_4 + Cu \)
• Переход электронов: \( Fe^0 → Fe^{2+} + 2e^- \) (окисление)
• \( Cu^{2+} + 2e^- → Cu^0 \) (восстановление)
• Окислитель: \( Cu^{2+} \) (ионы меди)
• Восстановитель: \( Fe \) (железо)

Реакция железа с водой:

1. Железо реагирует с водой при повышенной температуре (выше 500 °C), образуя железную окалину (смесь оксидов железа).
• Уравнение реакции: \( 3Fe + 4H_2O(пар) → Fe_3O_4 + 4H_2 \)
• Переход электронов: \( Fe^0 → Fe^{2+} — Fe^{3+} \) (средняя степень окисления +8/3)
• \( 2H_2O + 2e^- → H_2^0 + 2OH^- \) (или \( 4H^+ + 4e^- → 2H_2 \) в зависимости от представления)
• Окислитель: \( H_2O \) (вода)
• Восстановитель: \( Fe \) (железо)