Решение: Генетическая связь соединений железа
Нитрат железа(III) прокалили. Полученный твёрдый остаток поместили в раствор иодоводородной кислоты. Образовавшуюся соль железа поместили в концентрированный раствор серной кислоты, при этом происходило образование окрашенного простого вещества и выделение газа с резким запахом. Простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору, не содержащему избытка кислоты, прилили раствор карбоната натрия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение по шагам
4 шагаПри прокаливании нитрата железа(III) образуются оксид железа(III), диоксид азота и кислород.
$$4\mathrm{Fe(NO_3)_3} \xrightarrow{t} 2\mathrm{Fe_2O_3} + 12\mathrm{NO_2} + 3\mathrm{O_2}$$Оксид железа(III) реагирует с иодоводородной кислотой. Ионы железа(III) восстанавливаются до ионов железа(II), а иодид-ионы окисляются до йода. Образуется иодид железа(II).
$$\mathrm{Fe_2O_3} + 6\mathrm{HI} \rightarrow 2\mathrm{FeI_2} + \mathrm{I_2} + 3\mathrm{H_2O}$$В концентрированной серной кислоте иодид-ионы окисляются до молекулярного йода. Концентрированная серная кислота восстанавливается до диоксида серы, имеющего резкий запах.
$$2\mathrm{FeI_2} + 3\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 2\mathrm{FeSO_4} + 2\mathrm{I_2} + \mathrm{SO_2} + 3\mathrm{H_2O}$$После удаления йода к раствору сульфата железа(II) приливают карбонат натрия. Выпадает осадок карбоната железа(II).
$$\mathrm{FeSO_4} + \mathrm{Na_2CO_3} \rightarrow \mathrm{FeCO_3}\downarrow + \mathrm{Na_2SO_4}$$4Fe(NO_3)_3 → 2Fe_2O_3 + 12NO_2 + 3O_2; Fe_2O_3 + 6HI → 2FeI_2 + I_2 + 3H_2O; 2FeI_2 + 3H_2SO_4 → 2FeSO_4 + 2I_2 + SO_2 + 3H_2O; FeSO_4 + Na_2CO_3 → FeCO_3↓ + Na_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 образование FeI_3 вместо FeI_2, не учитывая восстановительные свойства иодид-иона.
Не указывают выделение I_2 при взаимодействии Fe_2O_3 с HI.
Записывают SO_3 вместо SO_2 при взаимодействии иодида с концентрированной серной кислотой.
Используют Fe(OH)_2 в последней реакции, хотя к раствору добавляют карбонат натрия.