Расставьте коэффициенты методом электронного баланса: Fe + Cl2 = FrCl3

Давайте решим задачу по расстановке коэффициентов методом электронного баланса для уравнения реакции: \[ \mathrm{Fe + Cl_2 \to FeCl_3} \] **Цель:** понять и правильно сбалансировать это химическое уравнение. --- ### Шаг 1: Определим окислитель и восстановитель - В веществе \( \mathrm{Cl_2} \) атомы хлора в элементарном состоянии, они будут восстанавливаться до ионов \( \mathrm{Cl^-} \). - В веществе \( \mathrm{Fe} \) железо в металле, оно окислится или восстановится? После реакции получается \( \mathrm{FeCl_3} \): - Железо в соединении \( \mathrm{FeCl_3} \) имеет заряд \( +3 \), - Хлор в состав расходится как \( \mathrm{Cl^-} \). --- ### Шаг 2: Запишем ионное состояние веществ - В \( \mathrm{Cl_2} \) молекула содержит два атома хлора с нулевым зарядом. - В \( \mathrm{FeCl_3} \): - Железо: \( \mathrm{Fe^{3+}} \), - Хлор: \( \mathrm{Cl^-} \). --- ### Шаг 3: Распишем изменения окислительного состояния - В \( \mathrm{Cl_2} \) хлор в нулевом состоянии, он принимает электроны, чтобы стать \( \mathrm{Cl^-} \) (окисление). - Железо в исходной форме — металл, с нулевым окислительным числом, в продукте — \( +3 \). Индикатор: - \( \mathrm{Cl_2} \) восстанавливается до \( 3\, \mathrm{Cl^-} \), - Железо окисляется с 0 до +3. --- ### Шаг 4: Запишем полуреакции **Восстановление (хлор):** \[ \mathrm{Cl_2 + 2e^- \to 2Cl^-} \] **Окисление (железо):** \[ \mathrm{Fe \to Fe^{3+} + 3e^-} \] Но чтобы сбалансировать электроны, при окислении железо дает 3 электрона, а при восстановлении из 1 молекулы \( \mathrm{Cl_2} \) получают 2 электрона. Следует привести к наименьшему общему кратному. --- ### Шаг 5: Найдём общий коэффициент для электронов Уравниваем электроны: - Окисление: 1 атом \( \mathrm{Fe} \) — 3 электрона, - Восстановление: 1 молекула \( \mathrm{Cl_2} \) — 2 электрона. Чтобы уравнять электроны: - \( 3 \times \mathrm{Cl_2} \) (6 электронов), - \( 2 \times \mathrm{Fe} \) (6 электронов). Итак, умножим: \[ \mathrm{Fe} \to \mathrm{Fe^{3+}} + 3e^-, \quad \mathrm{Cl_2} + 2e^- \to 2Cl^-. \] Многое осталось для баланса: - Нужно 2 атома железа для коэффициента 2, чтобы сбалансировать электроны. --- ### Шаг 6: Запишем финальное уравнение Молекулы будут выглядеть так: \[ \boxed{ \mathrm{2Fe + 3Cl_2 \to 2FeCl_3} } \] Проверим: - Железо: 2 слева, 2 справа — баланс. - Хлор: \( 3 \times 2 = 6 \) слева, слева 6 атомов хлора, а справа — 3 молекулы \( \mathrm{FeCl_3} \), каждая с 3 атомами хлора, итого 3×3=9. Тут произошла ошибка. Пора пересчитать с учётом количества хлора: Проще: - Слева: \( \mathrm{Cl_2} \) — \( 3 \) молекулы, всего 6 атомов хлора. - Справа: в \( \mathrm{FeCl_3} \) 3 атома хлора на 1. Значит, 2 молекулы \( \mathrm{FeCl_3} \) дадут 6 атомов хлора. Итак, **финальный уравнение** выглядит так: \[ \boxed{ \mathrm{Fe + \frac{3}{2}Cl_2 \to FeCl_3} } \] Чтобы избавиться от дробных коэффициентов, умножим всё уравнение на 2: \[ \boxed{ 2Fe + 3Cl_2 \to 2FeCl_3 } \] --- ### Итог: **Ответ:** \[ \boxed{ \mathrm{2Fe + 3Cl_2 \to 2FeCl_3} } \] --- Это сбалансированное уравнение реакции методом электронного баланса. Оно показывает, что для реакции нужно 2 атома железа и 3 молекулы хлора, образуя 2 молекулы желез железа(III) хлорида.