Question

В двух неподписанных пробирках находятся сульфаты двух- и трёхвалентного железа. Учащимся нужно различить эти вещества. Инна предложила использовать раствор сероводородной кислоты. Андрей сказал, что это не поможет, и нужно взять раствор гидроксида натрия. Кто из ребят оказался прав и взял нужный реактив для доказательства? Обоснуй ответ. Опиши наблюдения в ходе опыта. Даю максимум баллов.

Answer 1

Андрей оказался прав, с гидроксидом натрия в обеих пробирках выпадут осадки, но их цвета будут разными.

Приведем уравнения реакций:

FeSO_4 + 2NaOH = Fe(OH)_2 + Na_2SO_4

Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH = 2Fe(OH_3) + 3Na_2SO_4

Fe(OH)2↓ - серо-зеленый осадок

Fe(OH)3↓ - бурый осадок

Answer 2

Обсудим, какие реакции происходят при взаимодействии сульфатов двух- и трехвалентного железа с растворами сероводородной кислоты (H2S) и гидроксида натрия (NaOH).

1. Реакция сульфата двухвалентного железа (Fe2+): \[Fe^{2+}_{(aq)} + H_2S_{(g)} \rightarrow FeS_{(s)} + 2H^+_{(aq)}\]

В результате взаимодействия сульфата Fe2+ с сероводородной кислотой образуется темно-черный осадок серы (FeS). Это можно использовать для доказательства присутствия двухвалентного железа.

Взаимодействие с гидроксидом натрия также приводит к образованию осадка:

\[Fe^{2+}_{(aq)} + 2NaOH_{(aq)} \rightarrow Fe(OH)_2_{(s)} + 2Na^+_{(aq)}\]

Образование белого осадка Fe(OH)2 также указывает на присутствие двухвалентного железа.

2. Реакция сульфата трехвалентного железа (Fe3+): \[Fe^{3+}_{(aq)} + 3H_2S_{(g)} \rightarrow Fe_2S_3_{(s)} + 6H^+_{(aq)}\]

В результате взаимодействия сульфата Fe3+ с сероводородной кислотой образуется темно-черный осадок железного сульфида (Fe2S3). Это можно использовать для доказательства присутствия трехвалентного железа.

Взаимодействие с гидроксидом натрия также приводит к образованию осадка:

\[Fe^{3+}_{(aq)} + 3NaOH_{(aq)} \rightarrow Fe(OH)_3_{(s)} + 3Na^+_{(aq)}\]

Образование коричневого осадка Fe(OH)3 указывает на присутствие трехвалентного железа.

Вывод: В данной ситуации Андрей оказался прав, предложив использовать раствор гидроксида натрия. Это потому, что оба типа железа (Fe2+ и Fe3+) образуют осадки при взаимодействии с NaOH, и эти осадки имеют разные цвета (Fe(OH)2 - белый, Fe(OH)3 - коричневый), что позволяет легко различить двух- и трехвалентное железо.