Для осуществления цепочки превращений:
$$Fe → Fe_2O_3 → FeCl_3 → Fe(OH)_3 → Fe_2O_3$$
1. Fe → Fe2O3
$$4Fe + 3O_2 = 2Fe_2O_3$$
Железо реагирует с кислородом с образованием оксида железа(III).
2. Fe2O3 → FeCl3
$$Fe_2O_3 + 6HCl = 2 FeCl_3 + 3H_2O$$
Оксид железа(III) реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида железа(III) и воды.
3. FeCl3 → Fe(OH)3
Реакция ионного обмена:
$$FeCl_3 + 3NaOH = Fe(OH)_3↓ + 3NaCl$$
Хлорид железа(III) реагирует с гидроксидом натрия с образованием гидроксида железа(III) (выпадает в осадок) и хлорида натрия.
В ионном виде:
$$Fe^{3+} + 3Cl^- + 3Na^+ + 3OH^- = Fe(OH)_3↓ + 3Na^+ + 3Cl^-$$
Сокращенное ионное уравнение:
$$Fe^{3+} + 3OH^- = Fe(OH)_3↓$$
4. Fe(OH)3 → Fe2O3
$$2Fe(OH)_3 = Fe_2O_3 + 3H_2O$$
Гидроксид железа(III) разлагается при нагревании с образованием оксида железа(III) и воды.