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

Решение.

Для решения данной задачи проанализируем химические свойства железа и его соединений при взаимодействии с азотной кислотой.

А) $Fe + HNO_{3}$ (конц.) $\xrightarrow{t^{\circ}}$
Железо — это металл, а концентрированная азотная кислота является сильным окислителем. При комнатной температуре железо пассивируется концентрированной $HNO_{3}$, но при нагревании реакция протекает бурно. Поскольку азотная кислота концентрированная, железо окисляется до максимальной степени окисления $+3$, образуя нитрат железа(III). Азот в составе кислоты восстанавливается до бурого газа — оксида азота(IV) $NO_{2}$. Также образуется вода.
Уравнение реакции: $Fe + 6HNO_{3(конц.)} \xrightarrow{t^{\circ}} Fe(NO_{3})_{3} + 3NO_{2} \uparrow + 3H_{2}O$.
Этому процессу соответствует вариант 5.

Б) $Fe(OH)_{3} + HNO_{3}$ (р-р)
Гидроксид железа(III) — это нерастворимое основание. Азотная кислота — сильная кислота. Между ними происходит классическая реакция нейтрализации. В ходе реакции образуются соль и вода. Так как железо в исходном гидроксиде уже находится в степени окисления $+3$, оно сохраняет её в продукте реакции — нитрате железа(III).
Уравнение реакции: $Fe(OH)_{3} + 3HNO_{3} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O$.
Этому процессу соответствует вариант 3.

В) $Fe_{2}O_{3} + HNO_{3}$ (разб.)
Оксид железа(III) является основным оксидом (с амфотерными свойствами). При взаимодействии с азотной кислотой происходит реакция обмена, характерная для оксидов металлов и кислот. Железо сохраняет свою степень окисления $+3$. В результате образуются соль (нитрат железа(III)) и вода.
Уравнение реакции: $Fe_{2}O_{3} + 6HNO_{3} \rightarrow 2Fe(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O$.
Этому процессу также соответствует вариант 3.

Ответ: А → 5, Б → 3, В → 3.

Источник: ФИПИ