Задание №8 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для того чтобы определить, какие из предложенных веществ вступают в реакцию с железом ($Fe$), проанализируем химические свойства железа как металла средней активности.

1) Хлор ($Cl_{2}$). Железо активно реагирует с сильными окислителями, к которым относятся галогены. При нагревании железа в атмосфере хлора происходит бурная реакция с образованием хлорида железа(III):
$2Fe + 3Cl_{2} \xrightarrow{t} 2FeCl_{3}$.
Это утверждение верно.

2) Хлорид магния ($MgCl_{2}$). Взаимодействие металла с солью возможно только в том случае, если свободный металл активнее того, который входит в состав соли (стоит левее в электрохимическом ряду напряжений). Железо ($Fe$) находится в ряду напряжений правее магния ($Mg$), поэтому оно не может вытеснить магний из его соли. Реакция не идет.

3) Аммиак ($NH_{3}$). При обычных условиях и умеренном нагревании железо не взаимодействует с аммиаком. Железо может служить катализатором в процессе синтеза аммиака, но само в химическую реакцию с ним с образованием новых соединений в рамках школьного курса не вступает.

4) Карбонат кальция ($CaCO_{3}$). Это практически нерастворимая соль. Металлы не реагируют с нерастворимыми солями. Кроме того, кальций ($Ca$) гораздо активнее железа, поэтому замещение невозможно. Реакция не идет.

5) Азотная кислота ($HNO_{3}$). Железо, как и большинство металлов, реагирует с азотной кислотой. Азотная кислота является сильным окислителем за счет азота в степени окисления $+5$. В зависимости от концентрации кислоты и температуры образуется нитрат железа(III), вода и продукты восстановления азота (например, $NO_{2}$, $NO$ или $N_{2}O$). Стоит помнить, что в концентрированной холодной $HNO_{3}$ железо пассивируется, но при нагревании или с разбавленной кислотой реакция протекает активно. Реакция идет.

Таким образом, железо взаимодействует с хлором и азотной кислотой.

Ответ: 15

Источник: ФИПИ