В схеме превращений вещество Д Fe----->(+Cl2) X---->(+KOH) B----->t°C ----->(+HCl)Д надеюсь понятно...

Давайте разберем схему превращений и объясним, почему здесь железо в конечном соединении трёхвалентное (хлорид железа (III)). Также я расскажу, как определять переменную валентность в подобных примерах.

Схема превращений:

1. Fe → X (+Cl₂)
   Железо реагирует с хлором (Cl₂). Это классическая реакция между металлом и неметаллом, где металл окисляется, а неметалл восстанавливается.
   В результате образуется хлорид железа. Здесь важно понимать, что железо может проявлять переменную валентность: +2 (FeCl₂) или +3 (FeCl₃).
   В условиях избытка хлора (Cl₂) железо полностью окисляется до состояния +3, и образуется хлорид железа (III):
   [ 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ ]

2. X → B (+KOH)
   Хлорид железа (III) реагирует с гидроксидом калия (KOH) в результате реакции обмена.
   Образуется гидроксид железа (III) Fe(OH)₃, который является осадком бурого цвета:
   [ FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KCl ]

   Здесь железо сохраняет степень окисления +3.

3. B → t°C
   При нагревании гидроксид железа (III) разлагается на оксид железа (III) (Fe₂O₃) и воду:
   [ 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O ]

4. B → (+HCl) Д
   Оксид железа (III) (Fe₂O₃) реагирует с соляной кислотой (HCl), образуя хлорид железа (III) (FeCl₃) и воду:
   [ Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O ]

Ответ: конечное вещество Д – это хлорид железа (III), FeCl₃.

Почему железо трёхвалентное?

Железо является переходным металлом, и его атомная структура позволяет проявлять переменную валентность. В данном случае железо окисляется до степени окисления +3 по следующим причинам:

1. Хлор (Cl₂) – сильный окислитель. В реакции железо отдаёт максимальное количество электронов (три), чтобы полностью окислиться. Это приводит к образованию FeCl₃, где железо имеет степень окисления +3.
   [ Fe⁰ → Fe³⁺ + 3e⁻ ]

2. Во всех последующих превращениях степень окисления железа остаётся неизменной (+3), так как ни гидроксид калия (KOH), ни нагревание до Fe₂O₃, ни реакция с соляной кислотой (HCl) не изменяют степень окисления железа.

Как определить переменную валентность железа?

1. Контекст реакции:
   Определите, с каким веществом реагирует железо. Если это сильный окислитель (например, Cl₂, O₂, HNO₃), скорее всего, железо окислится до степени +3. Если окислитель слабый (например, HCl, слабые кислоты), возможно образование соединений железа (II).

2. Количество реагентов:
   В условиях избытка окислителя (например, избыток Cl₂ или O₂) железо, как правило, окисляется до высшей степени (+3). Если окислитель в недостатке, возможно образование соединений железа (II).

3. Цвет соединений:

   • Соединения железа (II): обычно имеют зелёный или бледно-зелёный цвет (например, FeCl₂, FeSO₄).
   • Соединения железа (III): часто бурые, красноватые или жёлтые (например, FeCl₃ – жёлто-коричневый, Fe₂O₃ – красно-бурый).

4. Растворимость и осадки:

   • Fe(OH)₂ – осадок зелёного цвета, образуется из солей железа (II).
   • Fe(OH)₃ – бурый осадок, образуется из солей железа (III).

5. Термодинамическая устойчивость:
   Соединения железа (III) (например, FeCl₃, Fe₂O₃) более устойчивы в окислительных условиях, чем соединения железа (II).

Итог:

В данной схеме превращений железо трёхвалентное, потому что оно взаимодействует с сильным окислителем (Cl₂) и полностью окисляется до Fe³⁺. В дальнейшем степень окисления не меняется. Чтобы определять переменную валентность в будущем, обращайте внимание на окислительно-восстановительные свойства реагентов, условия реакции (температура, избыток реагентов) и устойчивость соединений железа.

В данном случае железо (Fe) становится трехвалентным в результате реакции с хлором (Cl2), что приводит к образованию хлорида железа (III) (FeCl3). При взаимодействии железа с хлором, железо теряет три электрона, образуя ион Fe³⁺.

Чтобы определить валентность элементов в подобных реакциях, следует учитывать:

1. Степень окисления: Анализируйте, как изменяется степень окисления элементов в ходе реакции. Например, в FeCl3 железо имеет степень окисления +3.

2. Свойства соединений: Зная, какие соединения образуются, можно делать выводы о валентности. Например, если образуется FeCl3, это указывает на трехвалентное состояние железа.

3. Реакции с основаниями и кислотами: В случае с взаимодействием с KOH и HCl, можно увидеть, как железо реагирует, и это также может подсказать о его валентности.

Таким образом, для определения валентности в новых примерах важно изучать изменения в степени окисления и продукты реакции.

Чтобы разобраться в данной схеме превращений, давайте проанализируем каждую стадию и определим, почему в данном случае железо проявляет трехвалентность.

1. Первое превращение: Fe + Cl2 → X

В этом этапе железо (Fe) реагирует с хлором (Cl2). Железо обладает переменной валентностью: оно может быть двухвалентным (Fe²⁺) или трехвалентным (Fe³⁺). В данном случае, когда железо реагирует с хлором, образуется хлорид железа (III) - FeCl3. Это указывает на то, что железо здесь принимает трехвалентное состояние, потому что каждый атом хлора имеет валентность -1, и для формирования нейтрального соединения (FeCl3) железо должно иметь валентность +3.

2. Второе превращение: X + KOH → B

На этой стадии происходит реакция между хлоридом железа (III) и гидроксидом калия (KOH). Хлорид железа (III) в реакции с гидроксидом образует гидроксид железа (III) - Fe(OH)3, который является осадком. Это подтверждает, что железо сохраняет свою трехвалентность, так как в составе гидроксида также присутствует трехвалентное железо.

3. Третье превращение: B → t°C

При нагревании (t°C) гидроксид железа (III) может разлагаться с выделением воды и образованием оксида железа (III) - Fe2O3. Этот процесс также не изменяет валентное состояние железа, и оно продолжает оставаться трехвалентным.

4. Четвертое превращение: Fe2O3 + HCl → Д

На последнем этапе оксид железа (III) реагирует с hydrochloric acid (HCl), образуя хлорид железа (III) - FeCl3. Это завершает цикл превращений и подтверждает, что железо везде имело валентность +3.

Почему железо трехвалентное в данном случае?

Железо имеет переменную валентность, и его валентность можно определить на основе соединений, которые оно образует. В данном примере:

• В реакции с хлором железо образует FeCl3, что указывает на валентность +3.
• Гидроксид железа (III) также подтверждает, что железо остается трехвалентным.

Как определить переменную валентность в будущем?

Чтобы определить валентность элементов в химических реакциях, можно воспользоваться следующими методами:

1. Анализ соединений: Изучите, с какими другими элементами реагирует элемент и какие соединения образуются. Например, если при реакции образуется соединение, где элемент имеет валентность +3, это и будет его валентность в данной реакции.
2. Изучение свойств и формул: Знайте основные валентности элементов и их привычные соединения. Например, железо часто встречается в состояниях +2 и +3.
3. Смотрим на степень окисления: В сложных соединениях можно определить степень окисления элемента. Для этого используйте правила расчета степеней окисления, такие как правило, что сумма степеней окисления в нейтральном соединении равна нулю.

В общем, понимание валентности требует знания о свойствах элементов и их соединений, а также практики в определении степеней окисления в химических реакциях.