Химические свойства металлов. Получение 1). Запишите уравнения тех реакций, которые идут в действительности. Укажите условия протекания, где это необходимо. Fe + CuCl2→ K+O2→ Ag + CuCl2→ Mg + HCl → Na + H2O → Ag + HCl → Ca + C12 AI+S→ Уравнение реакции (Al + S→) рассмотрите с точки зрения окисления-восстановления. 2). Напишите уравнения химических реакций, с помощью которых можно осуществить превращения веществ: AI→ Al2O3 → AIC13 ↓ + Fe2O3 ? → Al(OH)3 → A12 (SO4)3 Уравнение реакции Al(OH)3 → Al2(SO4)3 запишите в полном и сокращенном ионном видах. 3). Вычислите массу хлорида железа (II), образующегося при взаимодействии 10 г железа с раствором, содержащим 7.3 г хлороводорода. 4). Вычислите массу углерода, необходимого для полного восстановления 200 кг железной руды оксида железа (III), с массовой долей не содержащих железо примесей, равной 10%.

Ответ: смотри решение ниже

1. Уравнения реакций:

• Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu (реакция идет при обычных условиях)
• 2K + O₂ → K₂O₂ (реакция идет при нагревании)
• Ag + CuCl₂ → реакция не идет, так как серебро менее активно, чем медь
• Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ (реакция идет при обычных условиях)
• 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ (реакция идет при обычных условиях)
• Ag + HCl → реакция не идет, так как серебро не реагирует с соляной кислотой
• Ca + Cl₂ → CaCl₂ (реакция идет при нагревании)
• 2Al + 3S → Al₂S₃ (реакция идет при нагревании)

Реакция 2Al + 3S → Al₂S₃ является окислительно-восстановительной: Al⁰ - 3e → Al⁺³ (алюминий окисляется, отдает электроны) S⁰ + 2e → S^-2 (сера восстанавливается, принимает электроны)

2. Уравнения реакций для осуществления превращений:

• 2Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
• Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
• 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe
• AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl
• 2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

Уравнение реакции Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃ в полном и сокращенном ионном видах:

Полное ионное уравнение: 2Al³⁺ + 6OH^- + 6H⁺ + 3SO₄^2- → 2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 6H₂O

Сокращенное ионное уравнение: 6OH^- + 6H⁺ → 6H₂O или OH^- + H⁺ → H₂O

3. Расчет массы хлорида железа (II):

Уравнение реакции: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Количество вещества железа: n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 10 г / 56 г/моль ≈ 0.179 моль

Количество вещества хлороводорода: n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 7.3 г / 36.5 г/моль = 0.2 моль

По уравнению реакции, 1 моль железа реагирует с 2 моль хлороводорода. Проверим, кто в избытке:

Для 0.179 моль железа требуется 2 * 0.179 = 0.358 моль HCl. Так как у нас только 0.2 моль HCl, то хлороводород в недостатке.

Поэтому расчет ведем по хлороводороду:

n(FeCl₂) = n(HCl) / 2 = 0.2 моль / 2 = 0.1 моль

Масса хлорида железа (II): m(FeCl₂) = n(FeCl₂) * M(FeCl₂) = 0.1 моль * 127 г/моль = 12.7 г

4. Расчет массы углерода для восстановления оксида железа (III):

Масса оксида железа (III) в руде: m(Fe₂O₃) = 200 кг * (1 - 0.1) = 200 кг * 0.9 = 180 кг

Уравнение реакции: Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO

Количество вещества оксида железа (III): n(Fe₂O₃) = m(Fe₂O₃) / M(Fe₂O₃) = 180000 г / 160 г/моль = 1125 моль

Количество вещества углерода: n(C) = 3 * n(Fe₂O₃) = 3 * 1125 моль = 3375 моль

Масса углерода: m(C) = n(C) * M(C) = 3375 моль * 12 г/моль = 40500 г = 40.5 кг

Ответ: 1) смотри уравнения выше, 2) смотри уравнения выше, 3) 12.7 г, 4) 40.5 кг