Задание 31 ЕГЭ по химии

1) Fe3O4 + 4H2SO4 = Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O

2) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3) Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4

4) 2Cr(OH)3 + KClO3 + 4KOH --(t)--> 2K2CrO4 + KCl + 5H2O

Подробный разбор

Железная окалина $Fe_{3}O_{4}$ — это смешанный оксид $FeO \cdot Fe_{2}O_{3}$, поэтому в избытке разбавленной серной кислоты она даёт сразу две соли: сульфат железа(II) и сульфат железа(III).

1. $Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}SO_{4} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + FeSO_{4} + 4H_{2}O$

2. $6FeSO_{4} + K_{2}Cr_{2}O_{7} + 7H_{2}SO_{4} = 3Fe_{2}(SO_{4})_{3} + Cr_{2}(SO_{4})_{3} + K_{2}SO_{4} + 7H_{2}O$

3. $Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 3Na_{2}CO_{3} + 3H_{2}O = 2Cr(OH)_{3}\downarrow + 3CO_{2}\uparrow + 3Na_{2}SO_{4}$

4. $2Cr(OH)_{3} + KClO_{3} + 4KOH \overset{t}{\rightarrow} 2K_{2}CrO_{4} + KCl + 5H_{2}O$

Пояснения к переходам:

• Во второй реакции работает только $Fe^{2+}$: в кислой среде дихромат окисляет его до $Fe^{3+}$, а сам восстанавливается до $Cr^{3+}$. Уже имевшийся в растворе $Fe_{2}(SO_{4})_{3}$ в реакцию не вступает, но входит в общее количество продукта. «Полученное соединение хрома» — это $Cr_{2}(SO_{4})_{3}$.

• В третьей реакции идёт взаимный (необратимый) гидролиз: соль слабого основания $Cr_{2}(SO_{4})_{3}$ и соль слабой кислоты $Na_{2}CO_{3}$ усиливают гидролиз друг друга, поэтому вместо карбоната хрома выпадает $Cr(OH)_{3}$, а углекислый газ уходит из раствора. Средний карбонат $Cr_{2}(CO_{3})_{3}$ в водном растворе не существует.

• В четвёртой реакции $KClO_{3}$ — окислитель в щелочной среде, поэтому $Cr^{+3}$ переходит в $Cr^{+6}$ в виде хромата $K_{2}CrO_{4}$ (жёлтый), а не дихромата: в щёлочи устойчива именно хроматная форма. Хлор из $+5$ восстанавливается до $-1$, давая $KCl$.