Question

При качественном анализе некоторого
раствора зеленого цвета оказалось, что при действии соляной и серной кислот осадка не образуется. Но при действии раствора щелочи образуется серо-зеленый студенистый осадок. При добавлении к этому осадку избытка щелочи осадок растворяется. При дальнейшей обработке раствора пероксидом водорода образуется ярко-желтый раствор. Какой катион находится в исследуемом растворе? Приведите Ваши рассуждения и составьте молекулярные, ионные и сокращенные ионные уравнения происходящих реакций.

Answer 1

Ответ:

1. При действии соляной и серной кислот осадка не образуется, что указывает на отсутствие катионов, образующих нерастворимые соли с кислотами. Это исключает катионы, такие как Pb2+, Hg2+, Ag+, Ca2+, Ba2+ и другие.

2. При действии раствора щелочи образуется серо-зеленый студенистый осадок. Это указывает на присутствие катионов, образующих нерастворимые гидроксиды. Один из таких катионов - Fe3+ (железо(III)).

3. При добавлении избытка щелочи осадок растворяется. Это наблюдение подтверждает, что образовавшийся осадок был гидроксидом железа(III), поскольку он растворяется при избытке щелочи.

4. При обработке раствора пероксидом водорода образуется ярко-желтый раствор. Это указывает на присутствие ионов железа(III), так как они способны окрашивать растворы в желтый цвет.

Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что в исследуемом растворе присутствуют катионы железа(III) (Fe3+).

Рассмотрим реакции, происходящие в данной задаче:

1. Реакция соляной кислоты (HCl):

Fe3+ + 3Cl- → нет осадка

2. Реакция серной кислоты (H2SO4):

Fe3+ + 3HSO4- → нет осадка

3. Реакция щелочи (NaOH):

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 (серо-зеленый студенистый осадок)

4. Реакция избытка щелочи (NaOH):

Fe(OH)3 + 3OH- → [Fe(OH)6]3- (растворяется осадок)

5. Реакция с пероксидом водорода (H2O2):

[Fe(OH)6]3- + H2O2 → Fe(H2O)6]3+ + O2 + 2OH- (образуется ярко-желтый раствор)

Молекулярные уравнения:

1. HCl: FeCl3

2. H2SO4: Fe2(SO4)3

3. NaOH: Fe(OH)3

4. NaOH (избыток): [Fe(OH)6]3-

5. H2O2: [Fe(H2O)6]3+ + O2

Ионные уравнения:

1. HCl: Fe3+ + 3Cl-

2. H2SO4: Fe3+ + 3HSO4-

3. NaOH: Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3

4. NaOH (избыток): Fe(OH)3 + 3OH- → [Fe(OH)6]3-

5. H2O2: [Fe(OH)6]3- + H2O2 → [Fe(H2O)6]3+ + O2

Сокращенные ионные уравнения:

1. HCl: Fe3+ + 3Cl-

2. H2SO4: Fe3+ + 3HSO4-

3. NaOH: Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3

4. NaOH (избыток): Fe(OH)3 + 3OH- → [Fe(OH)6]3-

5. H2O2: [Fe(OH)6]3- + H2O2 → [Fe(H2O)6]3+ + O2