ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер 9.3: Гидролиз солей

План решения:

Для выполнения задания необходимо последовательно составить уравнения реакций для каждого этапа превращения: Fe→FeSO₄, FeSO₄→Fe(OH)₂, Fe(OH)₂→FeCl₂ и FeCl₂→Fe(NO₃)₂. Для каждой реакции запишем молекулярное и полное ионное уравнение. Реакции с участием простых веществ (первая ступень) проанализируем как окислительно-восстановительные (ОВР), расставив степени окисления и электронные балансы.

Вычисление и оформление отчёта:

1. Превращение Fe→FeSO₄
   Железо реагирует с разбавленной серной кислотой.
   Молекулярное уравнение: Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑
   Полное ионное уравнение: Fe⁰+2H⁺+SO2-4→Fe²⁺+SO2-4+H02↑
   Сокращённое ионное уравнение: Fe⁰+2H⁺→Fe²⁺+H02↑
   Анализ ОВР:
   Это реакция замещения, где железо — восстановитель, а кислота — окислитель.
   Степени окисления: 0Fe⁰++1H₂-2S-2O₄→+2Fe-2S-2O₄+0H₂
   Электронный баланс:

   \overset{0}{\text{Fe}} - 2e^- \rightarrow \overset{+2}{\text{Fe}}	1
   2\overset{+1}{\text{H}} + 2e^- \rightarrow \overset{0}{\text{H}}_2	1

   
   Fe — восстановитель (процесс окисления).
   H⁺ (из кислоты) — окислитель (процесс восстановления).
2. Превращение FeSO₄→Fe(OH)₂
   Реакция обмена между солью и щёлочью (например, гидроксидом натрия).
   Молекулярное уравнение: FeSO₄+2NaOH→Fe(OH)₂↓+Na₂SO₄
   Полное ионное уравнение: Fe²⁺+SO2-4+2Na⁺+2OH^-→Fe(OH)₂↓+2Na⁺+SO2-4
   Сокращённое ионное уравнение: Fe²⁺+2OH^-→Fe(OH)₂↓
   Реакция не является ОВР, так как степени окисления элементов не меняются.
3. Превращение Fe(OH)₂→FeCl₂
   Реакция нейтрализации основания кислотой (соляной).
   Молекулярное уравнение: Fe(OH)₂+2HCl→FeCl₂+2H₂O
   Полное ионное уравнение: Fe(OH)₂↓+2H⁺+2Cl^-→Fe²⁺+2Cl^-+2H₂O
   Сокращённое ионное уравнение: Fe(OH)₂↓+2H⁺→Fe²⁺+2H₂O
   Реакция не является ОВР.
4. Превращение FeCl₂→Fe(NO₃)₂
   Реакция обмена соли с другой солью или кислотой. Наиболее подходящий вариант — взаимодействие с нитратом серебра (так как образуется осадок хлорида серебра, что делает реакцию необратимой) или с азотной кислотой (но с концентрированной будет ОВР, с разбавленной может быть сложно из-за окисления). В рамках школьной программы часто используют обменную реакцию с растворимой солью, например, AgNO₃, но это дорого. Альтернатива — действие разбавленной азотной кислоты в мягких условиях или обмен с Ba(NO₃)₂? Нет, BaCl₂ растворим. Лучше всего использовать реакцию с AgNO₃ для чистоты ионного обмена, либо предположить действие HNO₃ (разб.), хотя риск окисления Fe²⁺ до Fe³⁺ велик. Однако, если строго следовать цепочке без изменения степени окисления железа (+2), то безопаснее использовать соль, дающую осадок с хлорид-ионом.
   Используем реакцию с нитратом серебра:
   Молекулярное уравнение: FeCl₂+2AgNO₃→Fe(NO₃)₂+2AgCl↓
   Полное ионное уравнение: Fe²⁺+2Cl^-+2Ag⁺+2NO-3→Fe²⁺+2NO-3+2AgCl↓
   Сокращённое ионное уравнение: Ag⁺+Cl^-→AgCl↓
   Реакция не является ОВР.

Проверка:

Все уравнения сбалансированы по массе и заряду. Степень окисления железа во всех соединениях цепи (FeSO₄, Fe(OH)₂, FeCl₂, Fe(NO₃)₂) равна +2, что соответствует условию сохранения элемента в одной степени окисления (кроме первой стадии, где идёт окисление простого вещества). Первая реакция корректно оформлена как ОВР. Ионные уравнения записаны верно с учётом растворимости и диссоциации электролитов.