Задание №31 — Основы неорганической химии
Нитрат железа(III) прокалили. Полученный твёрдый остаток поместили
в раствор иодоводородной кислоты. Образовавшуюся соль железа поместили в концентрированный раствор серной кислоты, при этом происходило образование окрашенного простого вещества и выделение газа с резким запахом. Простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору,
не содержащему избытка кислоты, прилили раствор карбоната натрия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Нитраты тяжёлых металлов при прокаливании дают оксид металла, NO2 и O2. Оксид железа(III) с иодоводородной кислотой не просто нейтрализуется: Fe+3 окисляет иодид-ион, поэтому получаются соль железа(II) FeI2 и иод. В концентрированной серной кислоте окисляются и иодид-ион (окрашенное простое вещество — иод), и Fe+2 до Fe+3, а сама кислота даёт газ с резким запахом — SO2. Полученный Fe2(SO4)3 с карбонатом натрия даёт взаимный гидролиз.
1) Прокаливание нитрата железа(III):
4Fe(NO3)3 → (t°) 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑
2) Fe+3 + 1e− → Fe+2 (множитель 2), 2I−1 − 2e− → I20 (множитель 1):
Fe2O3 + 6HI → 2FeI2 + I2 + 3H2O
3) Электроны отдают и железо, и иод: 2Fe+2 − 2e− → 2Fe+3 и 4I−1 − 4e− → 2I20, всего 6 электронов; принимает их сера: S+6 + 2e− → S+4 (множитель 3):
2FeI2 + 6H2SO4 (конц.) → Fe2(SO4)3 + 2I2 + 3SO2↑ + 6H2O
4) Избытка кислоты в растворе нет, поэтому карбонат реагирует именно с солью железа(III) — взаимный гидролиз:
Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4
Проверка: в третьем уравнении серы слева 6, справа 3 + 3 = 6; кислорода слева 6·4 = 24, справа 12 + 3·2 + 6 = 24; иода слева 2·2 = 4, справа 2·2 = 4.
Ответ:
4Fe(NO3)3 → (t°) 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑
Fe2O3 + 6HI → 2FeI2 + I2 + 3H2O
2FeI2 + 6H2SO4 (конц.) → Fe2(SO4)3 + 2I2 + 3SO2↑ + 6H2O
Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4
Источник: ФИПИ