Подробный разбор задания 31 экзамена

Вариант 1.

Железную стружку внесли в концентрированный раствор соляной кислоты. К получившемуся раствору добавили избыток едкого натра, выпавший осадок отделили и прокалили. Остаток растворили в горячей концентрированной азотной кислоте. Напишите молекулярные уравнения четырех описанных реакций.

Концентрированный раствор соляной кислоты окисляет железо до степени окисления +2.
Едкий натр - это NaOH.

1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
3) Fe(OH)2 → FeO + H2O
4) FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O.
При нагревании гидроксид железа (II) разлагается на оксид железа (II) и воду.
Концентрированная азотная кислота - сильный окислитель, окисляет железо в ст. ок. +2, до +3. Так как большинство сложных соединений являются слабыми восстановителями, азот в HNO3 восстанавливается только до NO2 (ст. ок. +4).

Вариант 2.

Оксид железа (III) сплавили с твёрдым карбонатом калия. Полученное в результате реакции твердое вещество прореагировало с необходимым количеством раствора серной кислоты. Через образовавшийся раствор пропустили аммиак, в результате образовался бурый осадок. Осадок отделили и прокалили при температуре выше 1000*С. В результате получили черный порошок, обладающий магнитными свойствами. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

При сплавлении Fe2O3 с твердым K2CO3 образуются феррит KFeO2 и выделяется CO2.
В реакции ферритов с кислотами образуются две средние соли без изменения степени окисления.
При пропускании аммиака в растворе увеличивается содержание ионов OH^–. Наличие в растворе ионов Fe³⁺ и OH^– приводит к выпадению бурого осадка Fe(OH)3.

1) Fe2O3 + K2CO3 → 2KFeO2 + CO2
2) 2KFeO2 + 4H2SO4 → K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
3) Fe2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3(NH4)2SO4
4) 12Fe(OH)3 → 4Fe3O4 + O2 + 18H2O.
Так как сказано, что образуется черный порошок, то это именно Fe3O4, а не бурый Fe2O3, который также может образовываться при нагревании гидроксида железа (III).

Вариант 3.

Нитрат рубидия прокалили. Твёрдый продукт реакции нагрели с иодидом аммония, при этом выделился газ, входящий в состав воздуха, и образовалась соль. Соль обработали раствором, содержащим пероксид водорода и серную кислоту. Образовавшееся простое вещество прореагировало при нагревании с раствором гидроксида бария. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Продукты реакции разложения нитрата металла зависят от положения этого метала в электрохимическом ряду напряжений металлов. Рубидий находится в ряду перед магнием, следовательно, разложение соли будет протекать с образованием нитрита и кислорода (правило). Одним из продуктов реакции нитрита рубидия и йодида аммония является азот.

1) 2RbNO3 → 2RbNO2 + O2
2) RbNO2 + NH4I → N2 + RbI + 2H2O
3) 2RbI + H2O2 + H2SO4 → I2 + Rb2SO4 + 2H2O
4) 6I2 + 6Ba(OH)2 → Ba(IO3)2 + 5BaI2 + 6H2O (t).
Пероксид водорода может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства, но окислительные свойства преобладают. В присутствии окислителей галогенид-ионы, как правило, окисляются до простых веществ, в данном случае до I2 (правило).