Вариант 2. 1. Дайте характеристику железа по его положению в ПСХЭ Д.И. Менделеева. Напишите электронное строение атома. 2. Допишите и расставьте коэффициенты в уравнениях возможных реакций: a) Na + H₂O = б) Fe + HCI = в) Ag + HCI = г) Fe + Cl₂ = д) Си + НСІ = e) Ca + H₂O = 3. Осуществите цепочку превращения: Li → Li₂O → LiOH → LiCl → Li₃PO₄ 3 ур. - написать в молекулярном и ионном виде. 4. Задача. Вычислите массу лития, необходимого для получения 85 г хлорида лития.

1. Характеристика железа (Fe):

Железо (Fe) находится в 4 периоде, VIII группе, побочной подгруппе Периодической системы Д.И. Менделеева. Это переходный металл. Относительная атомная масса — 55,845. В природе встречается в виде соединений.

Электронное строение атома:

Ядро атома железа имеет заряд +26. Электронная формула: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Внешние электроны находятся на 4s-подуровне (2 электрона) и 3d-подуровне (6 электронов).

2. Допишите и расставьте коэффициенты в уравнениях возможных реакций:

1. a) Na + H₂O
• \[ 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \]
• Объяснение: Активный металл натрий бурно реагирует с водой с образованием гидроксида натрия и выделением водорода.
2. б) Fe + HCl
• \[ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \]
• Объяснение: Железо реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид железа(II) и водород.
3. в) Ag + HCl
• \[ Ag + HCl \rightarrow \text{реакция не идет} \]
• Объяснение: Серебро — малоактивный металл, оно стоит после водорода в ряду активности, поэтому не вытесняет его из кислоты.
4. г) Fe + Cl₂
• \[ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 \]
• Объяснение: Железо реагирует с хлором, образуя хлорид железа(III).
5. д) Cu + HCl
• \[ Cu + HCl \rightarrow \text{реакция не идет} \]
• Объяснение: Медь — малоактивный металл, стоит после водорода в ряду активности, поэтому не вытесняет его из кислоты.
6. е) Ca + H₂O
• \[ Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \]
• Объяснение: Кальций — щелочноземельный металл, активно реагирует с водой с образованием гидроксида кальция и водорода.

3. Осуществите цепочку превращения:

Li → Li₂O → LiOH → LiCl → Li₃PO₄

1. Li → Li₂O
• \[ 4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O \]
• Условие: Реакция с кислородом при нагревании.
2. Li₂O → LiOH
• \[ Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH \]
• Условие: Взаимодействие с водой.
3. LiOH → LiCl
• \[ LiOH + HCl \rightarrow LiCl + H_2O \]
• Условие: Нейтрализация соляной кислотой.
4. LiCl → Li₃PO₄
• \[ 3LiCl + Na_3PO_4 \rightarrow Li_3PO_4 \text{ (осадок)} + 3NaCl \]
• Условие: Реакция с растворимой фосфатом (например, фосфатом натрия).

Молекулярный и ионный вид:

LiOH → LiCl

• Молекулярный вид:\[ LiOH + HCl \rightarrow LiCl + H_2O \]
• Полный ионный вид:\[ Li^+ + OH^- + H^+ + Cl^- \rightarrow Li^+ + Cl^- + H_2O \]
• Сокращенный ионный вид:\[ OH^- + H^+ \rightarrow H_2O \]

LiCl → Li₃PO₄

• Молекулярный вид:\[ 3LiCl + Na_3PO_4 \rightarrow Li_3PO_4 \text{ (осадок)} + 3NaCl \]
• Полный ионный вид:\[ 3Li^+ + 3Cl^- + 3Na^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4 \text{ (осадок)} + 3Na^+ + 3Cl^- \]
• Сокращенный ионный вид:\[ 3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4 \text{ (осадок)} \]

4. Задача. Вычислите массу лития, необходимого для получения 85 г хлорида лития.

Дано:

• m(LiCl) = 85 г

Найти:

• m(Li) - ?

Решение:

1. Напишем уравнение реакции:
• \[ 2Li + Cl_2 \rightarrow 2LiCl \]
• Из уравнения видно, что из 2 моль лития (Li) образуется 2 моль хлорида лития (LiCl). То есть, соотношение лития и хлорида лития 1:1.
2. Рассчитаем молярные массы:
• M(Li) = 6,94 г/моль
• M(LiCl) = 6,94 + 35,45 = 42,39 г/моль
3. Рассчитаем количество вещества LiCl:
• \[ n(LiCl) = \frac{m(LiCl)}{M(LiCl)} = \frac{85 \text{ г}}{42,39 \text{ г/моль}} \approx 2 \text{ моль} \]
4. Рассчитаем количество вещества Li, необходимого для получения 2 моль LiCl:
• Так как соотношение Li : LiCl = 1 : 1, то
• \[ n(Li) = n(LiCl) \approx 2 \text{ моль} \]
5. Рассчитаем массу Li:
• \[ m(Li) = n(Li) \times M(Li) = 2 \text{ моль} \times 6,94 \text{ г/моль} \approx 13,88 \text{ г} \]

Ответ: 13,88 г