Задание №9 — Основы неорганической химии

Решение.

Разберем последовательно каждое превращение в предложенной схеме.

1. Превращение FeS₂ → Fe₂O₃ (поиск вещества X)
Дисульфид железа (пирит) — это сырье для производства серной кислоты. Чтобы получить оксид железа(III) из сульфида, необходимо провести реакцию обжига. При нагревании пирита на воздухе происходит его взаимодействие с кислородом (O₂). В результате железо и сера окисляются до своих устойчивых оксидов:
4FeS₂ + 11O₂ → (t°) 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑
Следовательно, вещество X — это O₂ (вариант №2).

2. Превращение Fe₂O₃ → Fe₃O₄ (поиск вещества Y)
Железная окалина (Fe₃O₄) — это смешанный оксид, который формально можно представить как FeO • Fe₂O₃. В нем часть атомов железа имеет степень окисления +2, а часть +3. В исходном оксиде Fe₂O₃ все атомы железа находятся в степени окисления +3.
Чтобы перевести Fe₂O₃ в Fe₃O₄, нужно частично восстановить железо из +3 до +2. Для этого используют мягкое восстановление водородом (H₂) или угарным газом при определенных температурных условиях:
3Fe₂O₃ + H₂ → (t°) 2Fe₃O₄ + H₂O
Следовательно, вещество Y — это H₂ (вариант №3).

Проверим остальные варианты:
1) H₂O — не реагирует с FeS₂ или Fe₂O₃ с образованием указанных продуктов.
4) HNO₃ (разб.) — при реакции с FeS₂ образуется соль Fe(NO₃)₃, а не оксид.
5) HCl — при реакции с оксидами железа дает хлориды (FeCl₃), а не другие оксиды.

Ответ: X — 2 (O₂), Y — 3 (H₂).

Источник: ФИПИ