Решение: Генетическая цепочка неорганических веществ
Натрий растворили в воде. Образовавшееся газообразное вещество при нагревании пропустили через железную окалину. Получившееся простое вещество при нагревании растворили в необходимом количестве концентрированной серной кислоты, при этом образовался бесцветный газ с резким запахом. К полученному раствору добавили раствор карбоната калия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение по шагам
4 шагаНатрий вытесняет водород из воды, образуются гидроксид натрия и водород.
$$2\mathrm{Na} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2}\uparrow$$Водород при нагревании восстанавливает железную окалину $\mathrm{Fe_3O_4}$ до железа.
$$\mathrm{Fe_3O_4} + 4\mathrm{H_2} \xrightarrow{t} 3\mathrm{Fe} + 4\mathrm{H_2O}$$Железо реагирует с горячей концентрированной серной кислотой. Сера в серной кислоте восстанавливается до степени окисления $+4$, поэтому выделяется $\mathrm{SO_2}$.
$$\mathrm{Fe} + 2\mathrm{H_2SO_4(conc.)} \xrightarrow{t} \mathrm{FeSO_4} + \mathrm{SO_2}\uparrow + 2\mathrm{H_2O}$$При добавлении карбоната калия к раствору сульфата железа(II) образуется нерастворимый карбонат железа(II).
$$\mathrm{FeSO_4} + \mathrm{K_2CO_3} \rightarrow \mathrm{FeCO_3}\downarrow + \mathrm{K_2SO_4}$$2\mathrm{Na}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{NaOH}+\mathrm{H_2};\ \mathrm{Fe_3O_4}+4\mathrm{H_2}\rightarrow3\mathrm{Fe}+4\mathrm{H_2O};\ \mathrm{Fe}+2\mathrm{H_2SO_4(conc.)}\rightarrow\mathrm{FeSO_4}+\mathrm{SO_2}+2\mathrm{H_2O};\ \mathrm{FeSO_4}+\mathrm{K_2CO_3}\rightarrow\mathrm{FeCO_3}+\mathrm{K_2SO_4}.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают железную окалину как $\mathrm{Fe_2O_3}$ вместо магнетита $\mathrm{Fe_3O_4}$.
Указывают выделение $\mathrm{H_2}$ при реакции железа с концентрированной серной кислотой вместо $\mathrm{SO_2}$.
Не расставляют коэффициенты в уравнении восстановления $\mathrm{Fe_3O_4}$ водородом.
Записывают растворимый карбонат железа вместо осадка $\mathrm{FeCO_3}$.