Задание №9 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Разберём каждое превращение по порядку, учитывая химические свойства железа и его соединений.

А) $\text{Fe}$ и $\text{H}_2\text{SO}_4$ (разб.)
Железо — это металл средней активности. При взаимодействии с разбавленной серной кислотой происходит реакция замещения. В таких реакциях железо окисляется только до степени окисления $+2$. В результате образуются соль сульфат железа(II) и выделяется газообразный водород.
Уравнение реакции: $\text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \text{ (разб.)} \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow$.
Этому процессу соответствует вариант 1.

Б) $\text{Fe(OH)}_3 \xrightarrow{t^\circ}$
Гидроксид железа(III) является нерастворимым основанием. Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид металла и воду. Поскольку в исходном гидроксиде железо имело степень окисления $+3$, то и в образовавшемся оксиде она сохранится.
Уравнение реакции: $2\text{Fe(OH)}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$.
Этому процессу соответствует вариант 3.

В) $\text{Fe}_3\text{O}_4$ и $\text{H}_2$
Железная окалина $\text{Fe}_3\text{O}_4$ (смешанный оксид $\text{FeO} \cdot \text{Fe}_2\text{O}_3$) может восстанавливаться водородом. При умеренном нагревании происходит частичное восстановление железа из степени окислоения $+3$ до $+2$, в результате чего образуется оксид железа(II) и пары воды.
Уравнение реакции: $\text{Fe}_3\text{O}_4 + \text{H}_2 \xrightarrow{t^\circ} 3\text{FeO} + \text{H}_2\text{O}$.
Этому процессу соответствует вариант 2.

Ответ: А → 1, Б → 3, В → 2.

Источник: ФИПИ