Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, проанализируем изменение степеней окисления элементов.

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
В гидроксиде железа(III) $\text{Fe}(\text{OH})_3$ железо имеет степень окисления $+3$. В продукте реакции $\text{FeI}_2$ железо имеет степень окисления $+2$.
В иодоводородной кислоте $\text{HI}$ иод имеет степень окисления $-1$. В продукте реакции $\text{I}_2$ (простое вещество) иод имеет степень окисления $0$.

2. Составим электронный баланс:
Железо принимает электроны (восстанавливается):
$\text{Fe}^{+3} + 1\bar{e} \rightarrow \text{Fe}^{+2}$ (процесс восстановления)
Иод отдает электроны (окисляется). Учитываем, что молекула иода двухатомна:
$2\text{I}^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow \text{I}_2^{0}$ (процесс окисления)

3. Находим наименьшее общее кратное для числа принятых и отданных электронов. Это число 2.
Для железа множитель: $2 : 1 = 2$
Для иода множитель: $2 : 2 = 1$

4. Переносим коэффициенты из баланса в уравнение реакции:
Ставим коэффициент 2 перед соединениями железа и 1 перед молекулой иода:
$2\text{Fe}(\text{OH})_3 + \text{HI} \rightarrow 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O}$

5. Уравниваем остальные элементы:
Считаем атомы иода в правой части: $2 \times 2$ (в $\text{FeI}_2$) + $2$ (в $\text{I}_2$) = $6$ атомов. Значит, перед $\text{HI}$ ставим коэффициент 6.
Считаем атомы водорода в левой части: $2 \times 3$ (в гидроксиде) + $6$ (в кислоте) = $12$ атомов. Чтобы в правой части было 12 атомов водорода, перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент 6.
Проверяем кислород: в левой части $2 \times 3 = 6$, в правой части $6 \times 1 = 6$. Кислород сошелся.

Итоговое уравнение:
$2\text{Fe}(\text{OH})_3 + 6\text{HI} = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Железо в степени окисления $+3$ (или вещество $\text{Fe}(\text{OH})_3$) является окислителем.
Иод в степени окисления $-1$ (или вещество $\text{HI}$) является восстановителем.

Ответ:
$2\text{Fe}(\text{OH})_3 + 6\text{HI} = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$
Окислитель: $\text{Fe}^{+3}$ (или $\text{Fe}(\text{OH})_3$)
Восстановитель: $\text{I}^{-}$ (или $\text{HI}$)

Источник: ФИПИ