Осуществить превращение: Fe → Fe2O3 → Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe

Превращение железа (Fe) через различные химические соединения можно описать следующим образом:

1. Fe → Fe2O3 (Окисление железа в кислороде):
   Железо (Fe) реагирует с кислородом (O2) из воздуха, образуя оксид железа (III) — Fe2O3. Это происходит при нагревании железа в кислороде или при воздействии влаги и кислорода в атмосферных условиях.
   Реакция:

   $$4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$$

2. Fe2O3 → Fe(NO3)3 (Взаимодействие оксида железа с азотной кислотой):
   Оксид железа (III) (Fe2O3) может реагировать с концентрированной азотной кислотой (HNO3), образуя нитрат железа (III) — Fe(NO3)3. Это реакция кислотного взаимодействия.
   Реакция:

   $$Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$$

3. Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 (Гидролиз нитрата железа (III)):
   Нитрат железа (III) Fe(NO3)3 при взаимодействии с водой может быть гидролизован до гидроксида железа (III) — Fe(OH)3. Это происходит при добавлении щелочи или при реакции с водой.
   Реакция:

   $$Fe(NO_3)_3 + 3H_2O \rightarrow Fe(OH)_3 + 3HNO_3$$

4. Fe(OH)3 → Fe2O3 (Дегидратация гидроксида железа):
   Гидроксид железа (III) Fe(OH)3 при нагревании теряет воду и превращается в оксид железа (III) — Fe2O3. Это процесс дегидратации.
   Реакция:

   $$2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O$$

5. Fe2O3 → Fe (Восстановление оксида железа):
   Оксид железа (III) — Fe2O3 может быть восстановлен до металлического железа (Fe) с помощью восстановителей, таких как углерод (C). Это часто происходит при высокой температуре.
   Реакция:

   $$Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO$$

Таким образом, мы начинаем с металлического железа, которое превращается в оксид, затем в нитрат, далее в гидроксид, снова в оксид, и завершаем процесс восстановлением оксида обратно в металлическое железо.