Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §55

Соединения железа

Стр. 205

Вопросы

1. Какие соединения называют амфотерными?

Амфотерными называют такие соединения, которые способны реагировать как с кислотами, так и с щелочами, проявляя при этом двойственные свойства — и кислотные, и основные. Это могут быть оксиды и гидроксиды некоторых металлов, чаще всего с промежуточными свойствами. Примеры амфотерных соединений: оксид алюминия (Al₂O₃), гидроксид алюминия (Al(OH)₃), оксид цинка (ZnO), гидроксид цинка (Zn(OH)₂).

Такие вещества, вступая в реакцию с кислотами, ведут себя как основания, а с щелочами — как кислоты:

С кислотой:

(Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O)

С щёлочью:

(Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]) — тетрагидроксоалюминат натрия.

Таким образом, амфотерные соединения — это химические вещества с двойственной природой.

Стр. 206

Лабораторный опыт

1. Качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺.

1) Налейте в пробирку 2–3 мл свежеприготовленного раствора сульфата железа(II) и добавьте немного раствора гидроксида натрия:

Уравнение реакции:

(FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + 2NaCl)

Ионное уравнение:

(Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓)

Наблюдение:

Выпадает осадок светло-зелёного цвета. Это — качественная реакция на ионы Fe²⁺.

2) Налейте в пробирку 2–3 мл раствора хлорида железа(III) и добавьте немного раствора гидроксида калия:

Уравнение реакции:

(Fe₂(SO₄)₃ + 6KOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄)

Ионное уравнение:

(2Fe³⁺ + 6OH⁻ → 2Fe(OH)₃↓)

Наблюдение:

Выпадает осадок бурого цвета. Это — качественная реакция на ионы Fe³⁺.

Вывод: Цвет осадков различается и служит признаком различения ионов железа(II) и железа(III):

Fe²⁺ — зелёный осадок Fe(OH)₂,

Fe³⁺ — бурый осадок Fe(OH)₃.

Стр. 207

Подумай, ответь, выполни

1. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно получить: а) соли железа(II) и соли железа(III); б) гидроксид железа(II) и гидроксид железа(III); в) оксиды железа.

а) (Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑) — соль железа(II)

(2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃) — соль железа(III)

б) (FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄) — гидроксид железа(II)

(FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KCl) — гидроксид железа(III)

в) (2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O) — оксид железа(III) при нагревании

(4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃) — прямое получение оксида железа(III)

2. Какими общими и специфическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды железа? Составьте уравнения соответствующих реакций.

Общие свойства:

Оксиды и гидроксиды железа проявляют основные свойства — реагируют с кислотами, образуя соли.

Пример:

(Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O)

(Fe(OH)₃ + 3HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O)

Специфические свойства:

Fe(OH)₂ — осадок светло-зелёного цвета, легко окисляется до бурого Fe(OH)₃.

(2Fe(OH)₂ + H₂O₂ + 2H₂O → 2Fe(OH)₃)

Fe(OH)₃ — осадок бурого цвета, нерастворим в воде.

3. Определите, какое количество сероводорода (моль) образуется при взаимодействии сульфида железа(II) с соляной кислотой массой 130 г (массовая доля HCl равна 20%).

Найдём массу HCl:

m(HCl) = 130 г × 0,20 = 26 г

Найдём количество вещества HCl:

n(HCl) = 26 г / 36,5 г/моль ≈ 0,712 моль

Из уравнения реакции:

(FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑)

По уравнению видно, что 2 моль HCl дают 1 моль H₂S, значит:

n(H₂S) = 0,712 моль / 2 = 0,356 моль

4. Образец сидерита, основная часть которого FeCO₃, содержит 40% железа. Вычислите, сколько процентов FeCO₃ в этом образце.

Найдём молярную массу FeCO₃:

Fe = 56, C = 12, O₃ = 48 → M(FeCO₃) = 56 + 12 + 48 = 116 г/моль

На долю железа в FeCO₃ приходится:

(56 / 116) × 100% ≈ 48,3%

В образце 40% железа. Сколько процентов от этого составляет FeCO₃:

x = (40 / 48,3) × 100% ≈ 82,8%

Ответ: содержание FeCO₃ в образце — примерно 82,8%.

Стр. 207

Тестовые задания

1. Расположите формулы оксидов в порядке усиления их основных свойств.

1) FeO  2) CaO  3) Na₂O  4) Fe₂O₃

Ответ: 4) Fe₂O₃, 1) FeO, 2) CaO, 3) Na₂O

Пояснение: основные свойства усиливаются с увеличением электроотрицательности и уменьшением степени окисления металла. Среди перечисленных соединений наибольшими основными свойствами обладает оксид натрия (Na₂O), так как натрий — щелочной металл. За ним следует CaO (щелочноземельный металл), затем FeO и Fe₂O₃ — переходные металлы с меньшей основностью.

2. В схеме реакции Fe₃O₄ + ... → Fe + H₂O вместо многоточия следует поставить формулу

1) углерода  2) соли  3) водорода  4) оксида углерода(II)

Ответ: 4) оксида углерода(II)

Пояснение: это реакция восстановления железа из его оксида с помощью угарного газа (CO):

(Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂)

3. Качественной реакцией на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ является их взаимодействие

1) с сульфат-ионами  2) с известковой водой  3) с кислотами  4) с гидроксид-ионами

Ответ: 4) с гидроксид-ионами

Пояснение: при добавлении раствора щёлочи (например, NaOH) выпадают осадки разного цвета:

Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓ (зелёный осадок)

Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓ (бурый осадок)

Эта реакция позволяет различить ионы железа(II) и железа(III).