В1. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА A) Fe(OH)2→ Б) FeCl3 + NaOH → B) H2SO4(p-p) + Fe → ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ, 1) Fe(OH)3↓ + NaCl 2) Fe + H2O 3) FeSO4 + H2↑. 4) FeO + H2O 5) Fe2(SO4)3 + H2↑ 6) Fe2O3 + H2O Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(NO3)2 → Fe

Решение:

Давай разберем это задание по частям.

Часть 1: Установление соответствия

Нужно сопоставить исходные вещества с продуктами реакции. Давай пройдемся по каждому исходному веществу:

• A) Fe(OH)₂ → Гидроксид железа(II) — это основание. При нагревании или реакции с кислотой он может превращаться в оксид. Если он реагирует с сильной кислотой, например, серной, то образуется соль и вода. У нас есть варианты продуктов. Реакция с кислотой приведет к образованию соли железа(II) и воды. Вариант 4) FeO + H₂O — это разложение оксида, а не реакция с другим веществом. Вариант 5) Fe₂(SO₄)₃ + H₂↑ — здесь железо меняет степень окисления, что маловероятно при обычной реакции. Если предположить, что это реакция с кислотой, то получается соль железа(II). Однако, если посмотреть на варианты, то 4) FeO + H₂O - это разложение гидроксида железа(II) при нагревании. Если же Fe(OH)₂ реагирует с сильным окислителем, то может образоваться Fe(OH)₃. Но таких вариантов нет. Давай пока пропустим и посмотрим дальше.

• Б) FeCl₃ + NaOH → Хлорид железа(III) реагирует с гидроксидом натрия. Это реакция обмена между солью и щелочью. В результате образуется нерастворимый гидроксид железа(III) и хлорид натрия. Это точно соответствует варианту 1) Fe(OH)₃↓ + NaCl.
• B) H₂SO₄(p-p) + Fe → Серная кислота (разбавленная) реагирует с железом. Это взаимодействие кислоты с активным металлом. Железо вытесняет водород из кислоты, образуя сульфат железа(II) и выделяя водород. Это точно соответствует варианту 3) FeSO₄ + H₂↑.

Теперь вернемся к варианту А. Если рассматривать разложение, то при нагревании Fe(OH)₂ → FeO + H₂O. Этот вариант есть под номером 4. Если бы была реакция с кислотой, то получилось бы FeSO₄ + H₂O (если с H₂SO₄) или FeCl₂ + H₂O (если с HCl). Однако, у нас нет таких вариантов. Возможно, имелось в виду окисление, но без окислителя это маловероятно. Но если выбрать из предложенных, то 4) FeO + H₂O - наиболее вероятное превращение (термическое разложение).

Часть 2: Написание уравнений реакций

Нужно написать уравнения для превращений:

1. FeCl₂ → Fe(OH)₂

Для получения гидроксида железа(II) из хлорида железа(II) нужно провести реакцию обмена с растворимым основанием, например, с гидроксидом натрия или калия.

\[ FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \bot + 2NaCl \]

2. Fe(OH)₂ → Fe(NO₃)₂

Гидроксид железа(II) — это основание. Для получения соли железа(II) нужно провести реакцию нейтрализации с азотной кислотой.

\[ Fe(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + 2H_2O \]

3. Fe(NO₃)₂ → Fe

Для получения чистого железа из раствора его соли (нитрата железа(II)) можно использовать более активный металл, например, цинк или железо, которое вытеснит железо из раствора (если концентрация соли не очень низкая и нет сильных окислителей). Однако, если нужно получить именно железо, то часто используют электролиз или восстановление водородом при высокой температуре. Но в рамках школьной программы чаще всего используют реакцию с более активным металлом. Например, если добавить цинк:

\[ Fe(NO_3)_2 + Zn \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Fe \]

Если же в условии подразумевается, что предыдущие реакции как-то влияют на эту, или нужно показать другой способ, то это может быть восстановление.

Соответствие:

• A — 4
• Б — 1
• B — 3

Уравнения реакций:

• 1. [ FeCl_2 + 2NaOH \(\rightarrow\) Fe(OH)_2 \(\bot\) + 2NaCl ]
• 2. [ Fe(OH)_2 + 2HNO_3 \(\rightarrow\) Fe(NO_3)_2 + 2H_2O ]
• 3. [ Fe(NO_3)_2 + Zn \(\rightarrow\) Zn(NO_3)_2 + Fe ] (или другой активный металл, например, Mg)

Ответ:

Соответствие: А — 4, Б — 1, В — 3

Уравнения реакций:

1. [ FeCl_2 + 2NaOH \(\rightarrow\) Fe(OH)_2 \(\bot\) + 2NaCl ]
2. [ Fe(OH)_2 + 2HNO_3 \(\rightarrow\) Fe(NO_3)_2 + 2H_2O ]
3. [ Fe(NO_3)_2 + Zn \(\rightarrow\) Zn(NO_3)_2 + Fe ]