Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления всех элементов в уравнении реакции и выделим те из них, которые изменяют свои значения.

$\overset{+1}{\text{H}} \overset{-1}{\text{I}} + \overset{+3}{\text{Fe}} \overset{-1}{\text{Cl}_3} \rightarrow \overset{+2}{\text{Fe}} \overset{-1}{\text{Cl}_2} + \overset{+1}{\text{H}} \overset{-1}{\text{Cl}} + \overset{0}{\text{I}_2}$

Мы видим, что железо понижает свою степень окисления с $+3$ до $+2$, а иод повышает её с $-1$ до $0$.

Шаг 1. Составим электронный баланс.
Выпишем процессы окисления и восстановления, учитывая, что молекула иода состоит из двух атомов:
Восстановление: $\text{Fe}^{+3} + 1\bar{e} \rightarrow \text{Fe}^{+2}$ (принимает 1 электрон)
Окисление: $2\text{I}^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow \text{I}_2^{0}$ (отдаёт 2 электрона)

Шаг 2. Найдём множители для уравнивания числа электронов.
Чтобы число отданных и принятых электронов было одинаковым, нужно найти наименьшее общее кратное для 1 и 2. Это число 2.
Для железа множитель: $2 : 1 = 2$
Для иода множитель: $2 : 2 = 1$

Шаг 3. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции.
Поставим коэффициент 2 перед соединениями железа и коэффициент 2 перед $\text{HI}$ (так как в балансе у нас $2\text{I}^{-}$):
$2\text{HI} + 2\text{FeCl}_3 \rightarrow 2\text{FeCl}_2 + \text{HCl} + \text{I}_2$

Теперь проверим количество атомов хлора и водорода. Слева 6 атомов хлора (в $2\text{FeCl}_3$), справа пока 5 ($2 \cdot 2 = 4$ в хлориде железа и 1 в $\text{HCl}$). Чтобы уравнять хлор и водород, поставим коэффициент 2 перед $\text{HCl}$:
$2\text{HI} + 2\text{FeCl}_3 = 2\text{FeCl}_2 + 2\text{HCl} + \text{I}_2$

Шаг 4. Укажем окислитель и восстановитель.
Вещество, содержащее элемент, который понижает степень окисления (принимает электроны), является окислителем. Вещество, содержащее элемент, который повышает степень окисления (отдаёт электроны), является восстановителем.

$\text{FeCl}_3$ (или $\text{Fe}^{+3}$) — окислитель.
$\text{HI}$ (или $\text{I}^{-}$) — восстановитель.

Ответ: 2HI + 2FeCl₃ = 2FeCl₂ + 2HCl + I₂; FeCl₃ является окислителем, HI является восстановителем.

Источник: ФИПИ