Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить три уравнения химических реакций, учитывая степени окисления железа и свойства его соединений.

Шаг 1. Переход $\text{Fe} \rightarrow \text{X} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3$.
Нам нужно получить гидроксид железа(III). Это нерастворимое основание, которое обычно получают при взаимодействии растворимой соли железа(III) со щелочью. Значит, вещество $\text{X}$ должно быть растворимой солью железа в степени окисления $+3$.
Самый простой способ получить такую соль из чистого железа — это реакция с хлором при нагревании. При взаимодействии железа с хлором образуется хлорид железа(III):
$2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \xrightarrow{t} 2\text{FeCl}_3$
Таким образом, вещество $\text{X}$ — это $\text{FeCl}_3$.

Шаг 2. Переход $\text{FeCl}_3 \rightarrow \text{Fe(OH)}_3$.
Чтобы из растворимой соли получить нерастворимое основание, добавим к раствору хлорида железа(III) любую сильную щелочь, например, гидроксид натрия ($\text{NaOH}$). В результате реакции ионного обмена выпадет бурый осадок гидроксида железа(III):
$\text{FeCl}_3 + 3\text{NaOH} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \downarrow + 3\text{NaCl}$

Шаг 3. Переход $\text{Fe(OH)}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3$.
Гидроксид железа(III) является нерастворимым основанием. Чтобы перевести его в растворимую соль (нитрат), необходимо провести реакцию нейтрализации с соответствующей кислотой — азотной кислотой ($\text{HNO}_3$):
$\text{Fe(OH)}_3 + 3\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + 3\text{H}_2\text{O}$

Ответ:
1) $2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 = 2\text{FeCl}_3$
2) $\text{FeCl}_3 + 3\text{NaOH} = \text{Fe(OH)}_3 + 3\text{NaCl}$
3) $\text{Fe(OH)}_3 + 3\text{HNO}_3 = \text{Fe(NO}_3)_3 + 3\text{H}_2\text{O}$

Источник: ФИПИ