Решение Карточки №50 (Вариант 2) по Химии

Ниже представлено решение заданий из Карточки № 50 (Вариант 2). Задание 1. Сравнение железа (\( Fe \)) и кальция (\( Ca \)): а) Заряд ядра: у \( Fe \) равен \( +26 \), у \( Ca \) равен \( +20 \). б) Число протонов: у \( Fe \) — \( 26 \), у \( Ca \) — \( 20 \). в) Общее число электронов: у \( Fe \) — \( 26 \), у \( Ca \) — \( 20 \). г) Число энергетических уровней: оба элемента находятся в 4-м периоде, поэтому у обоих по \( 4 \) уровня. Степени окисления: для \( Ca \) характерна \( +2 \); для \( Fe \) характерны \( +2, +3 \). Металлические свойства: ярче выражены у кальция (\( Ca \)), так как он является щелочноземельным металлом и легче отдает электроны. Задание 2. Закончите уравнения реакций: а) \( Fe + 2HBr \rightarrow FeBr_{2} + H_{2} \uparrow \) б) \( 3Fe + 2O_{2} \xrightarrow{t} Fe_{3}O_{4} \) в) \( 2Fe + 3Cl_{2} \xrightarrow{t} 2FeCl_{3} \) г) \( Fe_{2}(SO_{4})_{3} + Fe \rightarrow 3FeSO_{4} \) д) \( Fe_{3}O_{4} + 4C \xrightarrow{t} 3Fe + 4CO \uparrow \) е) \( 3Fe(NO_{3})_{2} + 2K_{3}[Fe(CN)_{6}] \rightarrow Fe_{3}[Fe(CN)_{6}]_{2} \downarrow + 6KNO_{3} \) (турнбулева синь) ж) \( Fe(OH)_{2} + KOH \rightarrow \) реакция не идет (гидроксид железа (II) не проявляет амфотерных свойств) з) \( 2FeBr_{2} + Br_{2} \rightarrow 2FeBr_{3} \) и) \( Fe(OH)_{3} + 3HCl \rightarrow FeCl_{3} + 3H_{2}O \) Задание 3. Как распознать оксиды натрия, железа(II), алюминия и магния? Используем воду и растворы кислоты (\( HCl \)) и щелочи (\( NaOH \)): 1) \( Na_{2}O \) — бурно реагирует с водой, образуя щелочь (фенолфталеин станет малиновым): \[ Na_{2}O + H_{2}O \rightarrow 2NaOH \] 2) \( FeO \) — черный порошок, не растворим в воде, растворяется в кислоте с образованием светло-зеленого раствора: \[ FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2}O \] 3) \( Al_{2}O_{3} \) — белый порошок, амфотерен. Не растворим в воде, но растворяется и в кислотах, и в щелочах (при нагревании): \[ Al_{2}O_{3} + 6HCl \rightarrow 2AlCl_{3} + 3H_{2}O \] \[ Al_{2}O_{3} + 2NaOH + 3H_{2}O \rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}] \] 4) \( MgO \) — белый порошок, не растворим в воде, растворяется в кислоте, но не реагирует со щелочью: \[ MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_{2} + H_{2}O \] Задание 4. Осуществите превращения: 1) \( Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2} \uparrow \) 2) \( FeCl_{2} + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_{2} \downarrow + 2NaCl \) 3) \( 4Fe(OH)_{2} + O_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 4Fe(OH)_{3} \) 4) \( 2Fe(OH)_{3} \xrightarrow{t} Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}O \) 5) \( Fe_{2}O_{3} + 6HCl \rightarrow 2FeCl_{3} + 3H_{2}O \) 6) \( FeCl_{3} + 3AgNO_{3} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + 3AgCl \downarrow \) 7) \( Fe(NO_{3})_{3} + Al \rightarrow Al(NO_{3})_{3} + Fe \) (или через оксид) Задание 5. Решение задачи. Дано: \( m(руды) = 5 \) кг; \( \omega(Fe_{2}O_{3}) = 80\% \) (или \( 0,8 \)); \( \omega(Fe)_{в\,стали} = 95\% \) (или \( 0,95 \)). Найти: \( m(стали) \). 1) Масса чистого оксида: \( m(Fe_{2}O_{3}) = 5 \cdot 0,8 = 4 \) кг. 2) Масса железа в оксиде: Молярная масса \( M(Fe_{2}O_{3}) = 160 \) г/моль, \( M(Fe) = 56 \) г/моль. \[ m(Fe) = \frac{m(Fe_{2}O_{3}) \cdot 2 \cdot M(Fe)}{M(Fe_{2}O_{3})} = \frac{4 \cdot 112}{160} = 2,8 \text{ кг} \] 3) Масса стали (где железо составляет 95%): \[ m(стали) = \frac{m(Fe)}{0,95} = \frac{2,8}{0,95} \approx 2,95 \text{ кг} \] Ответ: \( m(стали) \approx 2,95 \) кг.