Часть 3 С1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Fe → Fe S → Fe Cl₃ → Fe (OH)₃ → Fe₂ O₃ С2. Какой объем водорода выделится при взаимодействии 30 г техн. кальция с массовой долей примесей 12% с водой?

Решение:

С1. Превращения:

1. Fe → FeS
   Fe + S → FeS (прямой синтез при нагревании)
2. FeS → FeCl₃
   2FeS + 7O₂ → 2SO₂ + 2FeO (обжиг на воздухе)
   2FeO + 8HCl → 2FeCl₂ + 2H₂O
   4FeCl₂ + O₂ + 4HCl → 4FeCl₃ + 2H₂O (окисление хлоридом железа(II) до хлорида железа(III))
3. FeCl₃ → Fe(OH)₃
   FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl (реакция с щёлочью)
4. Fe(OH)₃ → Fe₂O₃
   2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O (термическое разложение)

С2. Расчет объёма водорода:

1. Определим массу чистого кальция:
   m(Ca) = m(техн. Ca) * (1 - % примесей) = 30 г * (1 - 0.12) = 30 г * 0.88 = 26.4 г
2. Запишем уравнение реакции:
   Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑
3. Найдем молярную массу кальция: M(Ca) = 40 г/моль
4. Рассчитаем количество вещества кальция:
   n(Ca) = m(Ca) / M(Ca) = 26.4 г / 40 г/моль = 0.66 моль
5. По уравнению реакции, количество водорода равно количеству кальция:
   n(H₂) = n(Ca) = 0.66 моль
6. Рассчитаем объём водорода (при н.у.):
   V(H₂) = n(H₂) * V_m = 0.66 моль * 22.4 л/моль = 14.784 л

Ответ: 14.784 л