Здесь собраны самые неоднозначные реакции соединений железа Fe и сразу все одном месте, а так же вас ждут пояснения к этим реакциям, и несколько примеров заданий, в которых они попадаются чаще всего.
Давайте подробно все рассмотрим!
Начнем с самой сложной для понимания реакции, в которой кажется что она не должна идти, а она, разрушая всю логику, прекрасно идет, даже в обычных условиях!
1. 2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂
Медь не может вытолкнуть железо в простое вещество, так как слабее его, НО реакция протекает если в нее вступают соединения со степенью окисления железа +3 Fe⁺³. Железо в степени окисления +3 как окислитель может перейти в степень окисления +2, и в этом случае реакция будет протекать. Обратите внимание, что если мы берем соединение со степенью окисления железа +2 Fe⁺², то реакция протекать уже не будет, так как следующая степень окисления внизу у железа это будет уже 0 (ноль), а медь не может вытолкнуть железо в простое вещество, поэтому реакция FeCl₂ + Cu не протекает.
Соединения железа +3 вступают в реакцию совместного гидролиза с карбонат- и гидрокарбонат-ионами:
2. Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃ + CO₂ + 3Na₂SO₄
Данная реакция достаточно часто попадается в заданиях №31:
Пример 1:
Через раствор гидроксида натрия пропустили избыток углекислого газа. Полученное при этом вещество выделили из раствора, высушили и прокалили. Образовавшуюся после прокаливания соль растворили в воде и к этому раствору прилили раствор бромида железа (III). Выделившийся при этом осадок отделили и поместили в раствор йодоводородной кислоты. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение:
1) NaOH + CO₂ изб → NaHCO₃
2) 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂+ H₂O
3) 3Na₂CO₃ + 2FeBr₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃ + 3CO₂+ 6NaBr
4) 2Fe(OH)₃ + 6HI → 2FeI₂ + I₂ + 6H₂O
Пример 2:
Через раствор сульфата железа(II) пропустили аммиак. Образовавшийся при этом осадок отделили и обработали необходимым количеством концентрированной азотной кислоты, при этом наблюдали растворение осадка и выделение бурого газа. К полученному раствору добавили раствор карбоната калия, а бурый газ пропустили через раствор гидроксида кальция. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение:
1) FeSO₄ +2NH₃+ 2H₂O → Fe(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄
2) Fe(OH)₂ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 3H₂O
3) 2Fe(NO₃)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃ + 3CO₂+ 6KNO₃
4) 4NO₂ + 2Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + Ca(NO₂)₂ + 2H₂O
3. FeCl₃ + 3NaHCO₃ → Fe(OH)₃ + 3CO₂ + 3NaCl
Обратите внимание, что последняя реакция уравнивается без наличия воды с левой стороны!
Реакция попадается в заданиях №30.
Пример 1:
Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: гидрокарбонат натрия, нитрит натрия, нитрат серебра, гидроксид бария, нитрат железа (III), иодид натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Из предложенного перечня выберите вещества, реакция ионного обмена между которыми протекает с образованием осадка и выделением газа. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения этой реакции.
Решение:
1) Fe(NO₃)₃ + 3NaHCO₃ → Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 3NaNO₃
2) Fe³⁺ + 3NO₃⁻ + 3Na⁺ + 3HCO₃⁻ → Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 3Na⁺ + 3NO₃⁻
3) Fe³⁺ + 3HCO₃⁻ → Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑
Серия реакций соединений железа +3, которые протекают как реакции ОВР, а не как обменные реакции совместного гидролиза.
Это характерно для соединений с йодид-ионами I⁻, сульфид-ионами S²⁻, а так же с соединениями серы в степени окисления +4:
4. 2FeCl₃ + 6KI → 2FeI₂ + I₂ + 6KCl
2Fe(OH)₃ + 6HI → 2FeI₂ + I₂ + 6H₂O
Fe₂O₃ + 6HI → 2FeI₂ + I₂ + 3H₂O
5. Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂S → 2FeS + S + 3Na₂SO₄
6. Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2H₂O → 2FeSO₄ + 2H₂SO₄
*отметим, что на самом деле пути протекания реакций железа +3, например, с сульфид-ионами зависят от среды, и можно выбрать соль, с которой будет идти гидролиз, но в школьном курсе химии и заданиях ЕГЭ по химии не рассматривают так подробно данные реакции и ждут от нас классического варианта написания, с протеканием ОВР.
Соединения железа +2 не дают реакции гидролиза, а дают с этими ионами реакции обмена.
7. FeCl₂ + Na₂CO₃ → FeCO₃↓ + 2NaCl
8. Fe(NO₃)₂ + Na₂S → FeS↓ + 2NaNO₃
Железная окалина Fe₃O₄ и ее реакции.
Давайте рассмотрим железную окалину как смешанный оксид, состоящий из FeO∙Fe₂O₃. Оксид железа (II) FeO может проявлять свойства восстановителя, а оксид железа (III) может проявлять свойства окислителя. Разберем когда возможно протекание ОВР, а когда возможно протекание только обменной реакции.
9. Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ р-р→ FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O
Реакция протекает как обменная, так как серная кислота разбавленная и в этом случае не будет проявлять окислительные свойства: с раствором серной кислоты отдельно реагирует FeO и получается FeSO₄, и реагирует Fe₂O₃ и получается Fe₂(SO₄)₃.
10. 2Fe₃O₄ +10H₂SO₄ конц. р-р→ 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 10H₂O
Реакция протекает как ОВР, так как серная концентрированная кислота проявляет окислительные свойства. В этом случае в ОВР вступает оксид FeO, который проявляет восстановительные свойства.
11. Fe₃O₄ + 8HI → 3FeI₂ + I₂ + 4H₂O
Реакция протекает как ОВР, так как йодоводородная кислота проявляет восстановительные свойства. В этом случае в ОВР вступает оксид Fe₂O₃, который проявляет окислительные свойства.
В следующей статье мы рассмотрим популярные реакции железа как простого вещества!
Удачного повторения!
В телеграмм-канале можно найти еще больше информации для подготовки к ЕГЭ по химии 2025.
