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 свойства соединений железа.

Шаг 1. Переход $FeS \rightarrow Fe_{2}O_{3}$
Сульфид железа(II) — это бинарное соединение, которое при обжиге (взаимодействии с кислородом при нагревании) превращается в оксид железа(III) и сернистый газ. В этой реакции железо окисляется из состояния $+2$ до $+3$, а сера — из $-2$ до $+4$.
$4FeS + 7O_{2} \xrightarrow{t} 2Fe_{2}O_{3} + 4SO_{2}$

Шаг 2. Переход $Fe_{2}O_{3} \rightarrow X$
Чтобы в конечном итоге получить нитрат железа(III), нам нужно перевести оксид в растворимую соль или гидроксид. Самый логичный путь — растворить оксид железа(III) в сильной кислоте, например, в соляной. Тогда веществом X будет хлорид железа(III) $FeCl_{3}$.
$Fe_{2}O_{3} + 6HCl \rightarrow 2FeCl_{3} + 3H_{2}O$

Шаг 3. Переход $X \rightarrow Fe(NO_{3})_{3}$
Теперь из хлорида железа(III) нужно получить нитрат железа(III). Это реакция ионного обмена. Чтобы она пошла до конца, один из продуктов должен выпасть в осадок. Воспользуемся нитратом серебра ($AgNO_{3}$), так как хлорид серебра ($AgCl$) нерастворим и выпадет в белый творожистый осадок.
$FeCl_{3} + 3AgNO_{3} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + 3AgCl\downarrow$

Примечание: В качестве вещества X также можно было выбрать сульфат железа(III) или гидроксид железа(III), подобрав соответствующие реагенты для превращений.

Ответ:
1) $4FeS + 7O_{2} \rightarrow 2Fe_{2}O_{3} + 4SO_{2}$
2) $Fe_{2}O_{3} + 6HCl \rightarrow 2FeCl_{3} + 3H_{2}O$
3) $FeCl_{3} + 3AgNO_{3} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + 3AgCl$

Источник: ФИПИ