Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe. Дополнительно: Рассмотрите второе уравнение в сете ТЭД, последние - в свете ОВР.

Итак, нам нужно составить уравнения реакций для следующей цепочки превращений:

$$Fe \rightarrow FeCl_2 \rightarrow Fe(OH)_2 \rightarrow Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 \rightarrow Fe$$

Разберем каждую стадию превращения по отдельности:

1. Fe → FeCl₂

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

$$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2$$

2. FeCl₂ → Fe(OH)₂

Хлорид железа(II) реагирует с гидроксидом натрия, образуя гидроксид железа(II) и хлорид натрия. Эта реакция является реакцией ионного обмена (ТЭД):

$$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$$

Полное ионное уравнение:

$$Fe^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$$

Сокращенное ионное уравнение:

$$Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$$

3. Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃

Гидроксид железа(II) окисляется кислородом в присутствии воды, образуя гидроксид железа(III):

$$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3$$

4. Fe(OH)₃ → Fe₂O₃

Гидроксид железа(III) разлагается при нагревании, образуя оксид железа(III) и воду:

$$2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$$

5. Fe₂O₃ → Fe

Оксид железа(III) восстанавливается водородом при нагревании, образуя железо и воду. Это реакция ОВР:

$$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_2O$$

Здесь железо меняет степень окисления с +3 до 0, а водород - с 0 до +1.

Итоговый ответ:

$$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2$$

$$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$$

$$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3$$

$$2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$$

$$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_2O$$