Осуществите схему превращений: Fe2O3 -› Fe -› X -› Fe(OH)3

Давайте рассмотрим схему превращений, которая начинается с оксида железа(III), Fe₂O₃, и заканчивается гидроксидом железа(III), Fe(OH)₃.

1. Преобразование Fe₂O₃ в Fe: Оксид железа(III), Fe₂O₃, можно восстановить до металлического железа, Fe, посредством реакции восстановления. Наиболее распространенный способ — восстановление углеродом или угарным газом в доменной печи:

   [ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 ]

   или

   [ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO} ]

2. Преобразование Fe в X (обычно FeCl₃ или другой растворимый комплекс): Чтобы получить растворимый комплекс или соединение железа из металлического железа, можно использовать реакцию с хлоридом водорода (соляной кислотой), в результате которой образуется хлорид железа(II), FeCl₂:

   [ \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

   Далее, FeCl₂ может быть окислен до FeCl₃ с помощью окислителя, например, хлора:

   [ 2\text{FeCl}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3 ]

   Таким образом, X в вашей схеме может быть FeCl₃.

3. Преобразование X (FeCl₃) в Fe(OH)₃: Хлорид железа(III), FeCl₃, легко гидролизуется в водном растворе до гидроксида железа(III):

   [ \text{FeCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \downarrow + 3\text{HCl} ]

В результате этих превращений мы получаем гидроксид железа(III), Fe(OH)₃, из оксида железа(III), Fe₂O₃, через металлическое железо и его хлорид. Эти превращения иллюстрируют основные принципы химической кинетики и термодинамики, включая процессы восстановления, окисления и гидролиза.

Fe2O3 -› Fe -› Fe(OH)3

Схема превращений:

1. Fe2O3 (оксид железа(III)) взаимодействует с углеродом (C) при высоких температурах в реакции восстановления, образуя железо (Fe) и оксид углерода (CO): Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO.
2. Образовавшееся железо (Fe) может окисляться кислородом из воздуха, образуя гидроокись железа (III) (Fe(OH)3): 4Fe + 6H2O + 3O2 → 4Fe(OH)3. Таким образом, превращения Fe2O3 в Fe(OH)3 включают в себя процессы восстановления железа и последующей окислительной реакции с кислородом.