Химия
8 класс
Вопрос
Напишите полные уравнения реакций, соответствующие следующей последовательности превращений:
$FeS \rightarrow X_{1} \rightarrow Fe_{2}O_{3} \rightarrow X_{2} \rightarrow FeS$.
Определите неизвестные вещества. Укажите условия реакций.
Ответ
Здесь идея ретросинтеза применяется к неорганическим веществам. $Fe_{2}O_{3}$ можно получить термическим разложением кислородсодержащих солей железа (III):
$Fe_{2}(SO_{4})_{3} = Fe_{2}O_{3} + 3SO_{3}$,
$4Fe(NO_{3})_{3} = 2Fe_{2}O_{3} + 12NO_{2} + 3O_{2}$.
$FeS$ можно превратить в соли трехвалентного железа действием кислот-окислителей:
$2FeS + 10H_{2}SO_{4(конц)} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 9SO_{2} + 10H_{2}O$,
$10FeS + 36HNO_{3(разб)} = 10Fe(NO_{3})_{3} + 10S + 3N_{2} + 18H_{2}O$.
Таким образом, вещество $X_{1}$ - это $Fe_{2}(SO_{4})_{3}$ или $Fe(NO_{3})_{3}$.
Рассмотрим вторую половину цепочки. Ясно, что одна из двух реакций включает восстановление $Fe^{3+}$. Это может быть первая реакция:
$Fe_{2}O_{3} + 3C = 2Fe + 3CO$,
$Fe + S = FeS$.
В этом случае вещество $X_{2} - Fe$.
Восстановление $Fe^{3+}$ можно осуществить с помощью $K_{2}S$ и во второй реакции:
$Fe_{2}O_{3} + 6HCl = 2FeCl_{3} + 3H_{2}O$,
$2FeCl_{3} + 3K_{2}S = 2FeS + S + 6KCl$.
Здесь вещество $X_{2} - FeCl_{3}$, хотя на его месте могла бы быть любая растворимая соль железа (III).