Задача 1
Условие (кратко)
а) Цепочка FeO → Fe → FeCl₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe₂(SO₄)₃ → FeCl₃; для реакций в растворах — ионные уравнения, для ОВР — электронный баланс.
Решение
-
Восстановление водородом (ОВР):
\[\mathrm{FeO + H_2 \xrightarrow{t} Fe + H_2O}\]\[\mathrm{\overset{+2}{Fe} + 2e^- \rightarrow \overset{0}{Fe}} \quad | \ 1 \quad \text{окислитель } \mathrm{FeO}\]\[\mathrm{\overset{0}{H_2} - 2e^- \rightarrow 2\overset{+1}{H}} \quad | \ 1 \quad \text{восстановитель } \mathrm{H_2}\] -
Горение в хлоре (ОВР):
\[\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3}\]\[\mathrm{\overset{0}{Fe} - 3e^- \rightarrow \overset{+3}{Fe}} \quad | \ 2 \quad \text{восстановитель}\]\[\mathrm{\overset{0}{Cl_2} + 2e^- \rightarrow 2\overset{-1}{Cl}} \quad | \ 3 \quad \text{окислитель}\] -
\[\mathrm{FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl}\]
\[\mathrm{Fe^{3+} + 3Cl^- + 3Na^+ + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3Na^+ + 3Cl^-}\]
\[\mathrm{Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow}\]
-
\[\mathrm{2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O}\]
-
\[\mathrm{Fe_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O}\]
\[\mathrm{Fe_2O_3 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} + 3H_2O}\]
\[\mathrm{Fe_2O_3 + 6H^+ \rightarrow 2Fe^{3+} + 3H_2O}\]
-
\[\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2FeCl_3}\]
\[\mathrm{2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} + 3Ba^{2+} + 6Cl^- \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Fe^{3+} + 6Cl^-}\]
\[\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}\]
Ответ
FeO + H₂ → Fe + H₂O; 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃; FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl; 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O; Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O; Fe₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ → 3BaSO₄↓ + 2FeCl₃
Почему так
Железо(III) получают сильным окислителем — хлором, а дальше степень окисления сохраняется в реакциях обмена и разложения.
Подробнее — в теме «Железо и его соединения».