Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения веществ: а) Алюминий → Хлорид алюминия → Нитрат алюминия → Гидроксид алюминия → Сульфат алюминия; б) Медь → Хлорид меди(II) → Медь → Оксид меди(II) → Нитрат меди(II); в) Железо → Хлорид железа(II) → Гидроксид железа(II) → Сульфат железа(II) → Железо; г) Железо → Хлорид железа(III) → Нитрат железа(III) → Сульфат железа(III) → Железо.

Рассмотрим каждую цепочку превращений и запишем уравнения реакций.

a) Алюминий → Хлорид алюминия → Нитрат алюминия → Гидроксид алюминия → Сульфат алюминия

1. Алюминий → Хлорид алюминия: $$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$$

Алюминий реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид алюминия и водород.

2. Хлорид алюминия → Нитрат алюминия: $$AlCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3AgCl \downarrow$$

Хлорид алюминия реагирует с нитратом серебра, образуя нитрат алюминия и хлорид серебра (выпадает в осадок).

3. Нитрат алюминия → Гидроксид алюминия: $$Al(NO_3)_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaNO_3$$

Нитрат алюминия реагирует с гидроксидом натрия, образуя гидроксид алюминия (выпадает в осадок) и нитрат натрия.

4. Гидроксид алюминия → Сульфат алюминия: $$2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$$

Гидроксид алюминия реагирует с серной кислотой, образуя сульфат алюминия и воду.

б) Медь → Хлорид меди(II) → Медь → Оксид меди(II) → Нитрат меди(II)

1. Медь → Хлорид меди(II): $$Cu + Cl_2 \rightarrow CuCl_2$$

Медь реагирует с хлором, образуя хлорид меди(II).

2. Хлорид меди(II) → Медь: $$CuCl_2 + Fe \rightarrow Cu + FeCl_2$$

Хлорид меди(II) реагирует с железом, образуя медь и хлорид железа(II).

3. Медь → Оксид меди(II): $$2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$$

Медь реагирует с кислородом при нагревании, образуя оксид меди(II).

4. Оксид меди(II) → Нитрат меди(II): $$CuO + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2O$$

Оксид меди(II) реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат меди(II) и воду.

в) Железо → Хлорид железа(II) → Гидроксид железа(II) → Сульфат железа(II) → Железо

1. Железо → Хлорид железа(II): $$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2$$

Железо реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид железа(II) и водород.

2. Хлорид железа(II) → Гидроксид железа(II): $$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$$

Хлорид железа(II) реагирует с гидроксидом натрия, образуя гидроксид железа(II) (выпадает в осадок) и хлорид натрия.

3. Гидроксид железа(II) → Сульфат железа(II): $$Fe(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + 2H_2O$$

Гидроксид железа(II) реагирует с серной кислотой, образуя сульфат железа(II) и воду.

4. Сульфат железа(II) → Железо: $$FeSO_4 + Zn \rightarrow Fe + ZnSO_4$$

Сульфат железа(II) реагирует с цинком, образуя железо и сульфат цинка.

г) Железо → Хлорид железа(III) → Нитрат железа(III) → Сульфат железа(III) → Железо

1. Железо → Хлорид железа(III): $$2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$$

Железо реагирует с хлором при нагревании, образуя хлорид железа(III).

2. Хлорид железа(III) → Нитрат железа(III): $$FeCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 3AgCl \downarrow$$

Хлорид железа(III) реагирует с нитратом серебра, образуя нитрат железа(III) и хлорид серебра (выпадает в осадок).

3. Нитрат железа(III) → Сульфат железа(III): $$2Fe(NO_3)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 6HNO_3$$

Нитрат железа(III) реагирует с серной кислотой, образуя сульфат железа(III) и азотную кислоту.

4. Сульфат железа(III) → Железо: $$Fe_2(SO_4)_3 + 3Zn \rightarrow 2Fe + 3ZnSO_4$$

Сульфат железа(III) реагирует с цинком, образуя железо и сульфат цинка.