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

Решение.

Для того чтобы определить, какие из предложенных веществ не реагируют с железом ($Fe$), проанализируем химические свойства железа и его взаимодействие с каждым реагентом из списка.

1) Гидроксид кальция ($Ca(OH)_{2}$).
Железо является металлом средней активности. Металлы (за исключением амфотерных, таких как алюминий или цинк, при определенных условиях) не реагируют с растворимыми основаниями (щелочами). Железо не проявляет выраженных амфотерных свойств в обычных условиях и не вытесняет кальций из его гидроксида, так как кальций гораздо активнее железа. Следовательно, реакция не идет.

2) Хлорид натрия ($NaCl$).
Взаимодействие металла с солью возможно только в том случае, если свободный металл активнее металла, входящего в состав соли (стоит левее в электрохимическом ряду напряжений). Железо ($Fe$) находится в ряду напряжений значительно правее натрия ($Na$). Это означает, что железо не может вытеснить натрий из его солей. Реакция не идет.

3) Азотная кислота ($HNO_{3}$).
Железо активно реагирует с азотной кислотой. Даже если кислота концентрированная (которая пассивирует железо при комнатной температуре), при нагревании реакция протекает бурно. С разбавленной азотной кислотой железо реагирует без нагревания с образованием нитрата железа(III), воды и продуктов восстановления азота (например, $NO$). Реакция идет.

4) Сульфат меди(II) ($CuSO_{4}$).
Сравним активность металлов: железо ($Fe$) стоит в ряду напряжений левее меди ($Cu$). Следовательно, железо является более активным металлом и вытесняет медь из раствора её соли:
$Fe + CuSO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + Cu$.
Реакция идет.

5) Бром ($Br_{2}$).
Бром является сильным окислителем (галогеном). Железо при взаимодействии с бромом окисляется до степени окисления $+3$, образуя бромид железа(III):
$2Fe + 3Br_{2} \rightarrow 2FeBr_{3}$.
Реакция идет.

Таким образом, железо не вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция и хлоридом натрия.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ