Задание №21 — Расчёты

Решение. Рассмотрим предложенную схему превращений: $Fe(NO_{3})_{2} \rightarrow Fe(OH)_{2} \rightarrow X \rightarrow Fe_{2}O_{3}$. Нам необходимо определить вещество $X$ и составить три уравнения химических реакций.

Шаг 1. Получение гидроксида железа(II) из нитрата железа(II).
Чтобы из растворимой соли получить нерастворимое основание, необходимо провести реакцию ионного обмена со щелочью (например, гидроксидом натрия или калия). При этом образуется осадок серо-зелёного цвета $Fe(OH)_{2}$.
$Fe(NO_{3})_{2} + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_{2} \downarrow + 2NaNO_{3}$

Шаг 2. Определение вещества X и переход от Fe(OH)₂.
Конечным продуктом схемы является оксид железа(III) — $Fe_{2}O_{3}$. В нём железо имеет степень окисления $+3$. В исходном гидроксиде $Fe(OH)_{2}$ степень окисления железа $+2$. Следовательно, на промежуточном этапе должно произойти окисление.
На воздухе влажный гидроксид железа(II) быстро окисляется кислородом до гидроксида железа(III), который имеет бурый цвет. Таким образом, вещество $X$ — это $Fe(OH)_{3}$.
$4Fe(OH)_{2} + O_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 4Fe(OH)_{3}$

Шаг 3. Получение оксида железа(III) из гидроксида железа(III).
Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду. При термическом разложении гидроксида железа(III) образуется искомый оксид $Fe_{2}O_{3}$.
$2Fe(OH)_{3} \xrightarrow{t} Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}O$

Ответ:
1) $Fe(NO_{3})_{2} + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_{2} + 2NaNO_{3}$
2) $4Fe(OH)_{2} + O_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 4Fe(OH)_{3}$
3) $2Fe(OH)_{3} \rightarrow Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}O$

Источник: ФИПИ