Решение: Генетическая связь соединений железа
Железную окалину растворили в разбавленной серной кислоте. В полученный раствор добавили раствор иодида калия. Одна из полученных при этом солей, не содержащая в своём составе атомов кислорода, прореагировала с концентрированным раствором азотной кислоты. Образовавшееся простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору соли добавили раствор карбоната калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение по шагам
4 шагаЖелезная окалина содержит магнитный железняк $\mathrm{Fe_3O_4}$. При взаимодействии с разбавленной серной кислотой образуются сульфаты железа(II) и железа(III).
$$\mathrm{Fe_3O_4 + 4H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + Fe_2(SO_4)_3 + 4H_2O}$$Ионы железа(III) окисляют иодид-ионы до иода, переходя в ионы железа(II). В молекулярной форме образуются сульфат калия и иодид железа(II).
$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 4KI \rightarrow 2FeSO_4 + 2FeI_2 + 2K_2SO_4}$$Иодид железа(II) реагирует с концентрированной азотной кислотой: иодид-ионы окисляются до простого вещества иода, а железо(II) окисляется до железа(III). Концентрированная азотная кислота восстанавливается до диоксида азота.
$$\mathrm{FeI_2 + 8HNO_3(conc.) \rightarrow Fe(NO_3)_3 + I_2 + 5NO_2 + 4H_2O}$$После отделения иода в растворе остаётся нитрат железа(III). При добавлении карбоната калия образуется гидроксид железа(III), выделяются углекислый газ и вода.
$$\mathrm{2Fe(NO_3)_3 + 3K_2CO_3 + 3H_2O \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3CO_2\uparrow + 6KNO_3}$$Уравнения: $\mathrm{Fe_3O_4 + 4H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + Fe_2(SO_4)_3 + 4H_2O}$; $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 4KI \rightarrow 2FeSO_4 + 2FeI_2 + 2K_2SO_4}$; $\mathrm{FeI_2 + 8HNO_3(conc.) \rightarrow Fe(NO_3)_3 + I_2 + 5NO_2 + 4H_2O}$; $\mathrm{2Fe(NO_3)_3 + 3K_2CO_3 + 3H_2O \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3CO_2\uparrow + 6KNO_3}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают формулу окалины как $\mathrm{Fe_2O_3}$ и не получают одновременно соли железа(II) и железа(III).
Не учитывают окисление иодид-ионов до $\mathrm{I_2}$ и восстановление железа(III) до железа(II).
В реакции с концентрированной азотной кислотой указывают $\mathrm{NO}$ вместо $\mathrm{NO_2}$.
При взаимодействии нитрата железа(III) с карбонатом калия не указывают воду, $\mathrm{CO_2}$ и осадок $\mathrm{Fe(OH)_3}$.