Лабораторный опыт 9.1*. Обнаружение ионов железа(II) и железа(III) в растворах кратко

Реактивы: растворы сульфата железа(II), хлорида железа(III), гидроксида натрия, пероксида водорода.

1. В пробирки налейте по 1 см3 растворов сульфата железа(II) и хлорида железа(III). В каждую из них добавьте раствор имеющейся у вас щелочи (1 см3). Сразу же отметьте цвет осадков.

Составьте уравнения проведенных реакций в молекулярной и ионной формах.

Сделайте вывод, каким образом можно отличить растворы солей железа(II) от солей железа(III).

2. По истечении 3–4 мин внимательно рассмотрите первую пробирку — с осадком гидроксида железа(II). Отметьте изменение его цвета под воздействием кислорода воздуха. Поясните уравнением реакции.

3. В эту же пробирку добавьте несколько капель раствора пероксида водорода. Опишите наблюдаемые явления.

Составьте уравнение реакции. Укажите окислитель и восстановитель.

Вот подробное выполнение лабораторного опыта 9.1*, связанного с обнаружением ионов железа(II) и железа(III):

1. Взаимодействие солей железа с щелочью

Наблюдения:

• При добавлении щелочи к раствору сульфата железа(II) образуется бледно-зеленый осадок — гидроксид железа(II).

• При добавлении щелочи к раствору хлорида железа(III) образуется бурый (коричневый) осадок — гидроксид железа(III).

Уравнения реакций:

Молекулярные уравнения:

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄ FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl 

Полные ионные уравнения:

Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓ Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓ 

Вывод:

Растворы солей железа(II) и железа(III) можно отличить по цвету образующихся осадков при добавлении щелочи:

• Fe²⁺ → бледно-зеленый осадок Fe(OH)₂

• Fe³⁺ → бурый осадок Fe(OH)₃

2. Изменение цвета осадка Fe(OH)₂ на воздухе

Наблюдение:

Через 3–4 минуты осадок Fe(OH)₂ постепенно буреет, т.к. окисляется кислородом воздуха до Fe(OH)₃.

Уравнение реакции:

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃ 

3. Действие пероксида водорода на Fe(OH)₂

Наблюдение:

После добавления пероксида водорода бурение осадка усиливается. Происходит быстрое окисление Fe(OH)₂ до Fe(OH)₃, ускоренное H₂O₂.

Уравнение реакции:

 2Fe(OH)₂ + H₂O₂ → 2Fe(OH)₃ 

Суть процесса (окислительно-восстановительной реакции)

• Железо:
  $Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+}$→ отдает электроны (окисляется)
• Пероксид водорода:
  $H_2O_2 \rightarrow H_2O$→ принимает электроны (восстанавливается)

Окислитель и восстановитель

• Окислитель: $H_2O_2$(пероксид водорода)
• Восстановитель: $Fe(OH)_2$ (железо(II))