Железо, кобальт, никель. Осуществите превращения:

1. Fe → FeCl₂ → Fe(OH)₂ → FeSO₄

2. Fe → Fe₃O₄ → FeO → FeCl₂ → Fe(OH)₂

3. Fe(OH)₂→ Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ ^{+NaOH(тв.), tºC} → ?

4. FeSO₄ → Fe(OH)₂ → FeCl₂ ^{кач.р-ция на Fe(II)} → ?

5. Fe → FeSO₄ → Fe₂(SO₄)₃ → ^{кач.р-ция на Fe(III)} → ?

6. Fe → Fe₂(SO₄)₃ → Fe(OH)₃ ^{+NaOH(р-р.)}→ ?

7. СоCl₃ ^+NНчOH→ ? ^{+NHз(изб)}→ ? ^+KCN→ ?

8. NiSO₄ → NiCl₂ → Ni(NO₃)₂ → Ni

9. Fe₂O₃ → Fe → FeSO₄ → Fe(NO₃)₂→ FeO

10. СоCl₂→ Co(OH)₂→ Co(OH)₃→ СоCl₃

Задачи для самостоятельного решения

1. Питьевая вода содержит в норме менее 0.3мг железа в 1литре. Найдите предельно допустимую молярную концентрацию ионов железа в воде.

Ответ: 0.0054 мМ

2. На частичное восстановление 120г оксида железа(III) затрачен водород объемом 5.6л при нормальных условиях. Какой оксид железа образовался в результате реакции?

Ответ: Fe₃O₄

3. Железную пластинку массой 20.4г опустили в раствор сульфата меди(II). Определите массу железа, перешедшего в раствор к моменту, когда масса пластины стала равной 22.0г.

Ответ: 11.2г

4. Определите направленность окислительно-восстановительной реакции, расставьте коэффициенты, назовите окислитель и восстановитель в реально протекающей реакции. φº(Со³⁺/Со²⁺) =+1.95 В, φº(Сr₂O₇^2- /Сr³⁺) = +1.33 В.

Co₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O = CoSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄

5. Абсорбция железа в ЖКТ обычно не превышает 3-10% от общего поступления. Каково должно быть содержание железа в продуктах питания(суточная норма), если количество усвоенного железа должно составлять 1-1.5мг ?

Ответ: 10-15мг

6. Возможно ли выведение из организма избытка токсичных ионов Со²⁺ и Со³⁺ с помощью тетацина кальция в качестве антидота (К_нест [Са²⁺ -ЭДТА^4-] = 2.6 · 10^-11), если К_нест [Со²⁺ -ЭДТА^4-]=4.9·10^-17, К_нест [Со³⁺ -ЭДТА^4-]=2.5·10^-41 ? Ответ поясните.

7. Вычислить массу сульфата железа(II), которая потребуется для приготовления 200мл 0.25М раствора. Чему равна процентная концентрация этого раствора (без учета плотности)?

Ответ: 7.6г; 3.8%

8. Какая соль гидролизуется в большей степени: FeSO₄ или FeCl₃ ? Почему?

9. Определите концентрацию продуктов диссоциации комплексной соли K₃[Fe(CN)₆] в 0.2М растворе, если К_н([Fe(CN)₆]^3- )=1.3·10^-44.

Ответ: с(К⁺)=0.6М; с(Fe³⁺)=1.1·10^-7 М; с(CN^-)=6.6·10^-7 М; с([Fe(CN)₆]^3-)=0.2М

10. Избыточное поступление кобальта, как и большинства других микроэлементов, вызывает токсический эффект. В Канаде, США, Бельгии добавляли в пиво хлорид кобальта(II) в концентрации 1.2-1.5 мг\л для улучшения пенообразования. Хроническое отравление солями кобальта приводило к тяжелой сердечной недостаточности, иногда со смертельным исходом («болезнь любителей пива»). Найдите молярную концентрацию хлорида кобальта в пиве, а также массу Со, поступающего в организм человека при употреблении 1 стакана (250мл) пива.

Ответ: 0.009-0.012 мМ; 0.53-0.71 мг

11. Расставьте коэффициенты в уравнении реакции и объясните суть процесса:

K₃[Fe(CN)₆] + Н₂О₂ + КОН → K₄[Fe(CN)₆] + О₂+ Н₂О

12. Предскажите, может ли гемоглобин (Hb-Fe²⁺) окислиться до метгемоглобина (Hb-Fe³⁺) перманганат-ионом в водной среде при температуре 298K, если φ⁰(Hb-Fe³⁺/ Hb-Fe²⁺) = 0.05В; φ⁰(MnO₄^- / MnO₂) = +0.59В. Если реакция возможна, найдите эквивалент KMnO₄.

Ответ: да, Э=52.8 (г/моль)

13. Почему раствор FeCl₃ можно использовать для обезвреживания пролитой ртути? Напишите соответствующее уравнение реакции.

14. Какие изменения возможны при длительном хранении FeSO₄ и других препаратов, содержащих Fe²⁺ ? Предложите тест, доказывающий отсутствие этих нежелательных примесей. Возможны ли подобные превращения для кобальта, входящего в состав цианокобаламина (витамина В₁₂)?

15. Докажите амфотерность гидроксида и оксида железа (III). Проявляют ли двойственность аналогичные соединения кобальта?

16. Напишите электронные и электронно-графические формулы для Fe⁺⁶ , Co⁺³, Ni⁺². Приведите примеры соответствующих соединений.

17. Сравните устойчивость комплексных ионов, если К_н [Co(NH₃)₆]²⁺ = 8.0·10^-6, К_н [Co(NH₃)₆]³⁺ = 8.0·10^-36.

18. При избытке какого элемента в организме возникает гиперсидероз? В каких случаях это возможно?

19. Как изменяется рН воды при растворении нитрата железа(III)? Предложите три способа подавления гидролиза этой соли.

20. Предельная допустимая концентрация (ПДК) солей никеля в водоемах санитарно-бытового назначения составляет 0.1мг\л. Найдите объем 0.2М раствора NiCl₂, который был выброшен в водоем объемом 10⁵ м³, если ПДК оказалась завышена в 2 раза.

Ответ: 1695л