В обоих неподписанных пробирках содержатся сульфаты железа с разными степенями окисления - двух- и трёхвалентного
В обоих неподписанных пробирках содержатся сульфаты железа с разными степенями окисления - двух- и трёхвалентного. Учащимся необходимо определить, какое вещество находится в каждой пробирке. Лера предложила использовать раствор азотной кислоты для этой цели. Андрей утверждал, что это неправильное решение и нужно использовать реактив, который образует гидроксид-ионы. Кто из них был прав и выбрал подходящий реактив для доказательства? Объясните свой ответ.Пожалуйста, опишите наблюдения, сделанные во время эксперимента.
Artemiy 6
В данной задаче Лера предложила использовать раствор азотной кислоты для определения веществ, содержащихся в каждой пробирке, а Андрей утверждал, что нужно использовать реактив, образующий гидроксид-ионы.Для решения задачи необходимо рассмотреть реакцию между азотной кислотой и сульфатами железа разных степеней окисления. Азотная кислота (HNO3) обладает сильными окислительными свойствами и способна окислять соединения с низкой степенью окисления. Сульфаты железа с двух- и трёхвалентным железом являются соединениями с различной степенью окисления.
Реакция между азотной кислотой и сульфатом двухвалентного железа (FeSO4) протекает по следующему уравнению:
\[2HNO3 + FeSO4 \rightarrow Fe(NO3)2 + H2SO4\]
Реакция между азотной кислотой и сульфатом трёхвалентного железа (Fe2(SO4)3) протекает по следующему уравнению:
\[6HNO3 + Fe2(SO4)3 \rightarrow 2Fe(NO3)3 + 3H2SO4\]
Из указанных уравнений видно, что азотная кислота окисляет двухвалентное железо до двухвалентного ионного состояния, образуя двухвалентный нитрат железа (Fe(NO3)2), и трёхвалентное железо до трёхвалентного ионного состояния, образуя трёхвалентный нитрат железа (Fe(NO3)3).
При проведении эксперимента можно записать наблюдения:
1. Добавление азотной кислоты к первой пробирке с сульфатом двухвалентного железа (FeSO4) приведет к образованию раствора с кислой средой и появлению нитратного запаха (характерного для азотных соединений) из-за образования двухвалентного нитрата железа (Fe(NO3)2) и серной кислоты (H2SO4).
2. Добавление азотной кислоты ко второй пробирке с сульфатом трёхвалентного железа (Fe2(SO4)3) также приведет к образованию кислой среды, но в данном случае сложнее заметить нитратный запах, так как в реакции образуется трёхвалентный нитрат железа (Fe(NO3)3) и серная кислота (H2SO4).
Таким образом, Лера была права, предложив использовать раствор азотной кислоты, так как она способна окислить железо до соответствующей степени окисления и образовать нитраты железа. Андрей был неправ в своем утверждении.
Предлагаемый эксперимент позволяет определить соответствующую степень окисления железа в каждой пробирке на основе заметных изменений веществ при контакте с азотной кислотой.