Условие задачи
Составьте уравнения химических реакций по описанию: а) при взаимодействии оксида железа (III) Fe2O3 с водородом образуется железо и вода; б) хлор Cl2 взаимодействует с алюминием с образованием хлорида алюминия AlCl3; в) реакция между натрием и азотом N2 приводит к образованию нитрида натрия Na3N.
Решение
Ниже приведём подробное решение задачи по химии, в котором составляются уравнения реакций с балансировкой атомов.
──────────────────────────────
а) Взаимодействие оксида железа (III) Fe₂O₃ с водородом (H₂) приводит к образованию железа (Fe) и воды (H₂O).
Начинаем с написания необработанного уравнения:
Fe₂O₃ + H₂ → Fe + H₂O
Чтобы уравнение было сбалансированным, необходимо:
1. Учесть, что в оксиде железа содержится 2 атома Fe, поэтому в продуктах должно быть 2 атома железа.
2. Атомы кислорода: 3 атома O в Fe₂O₃ должны встречаться в воде. В одной молекуле воды – 1 кислород, значит потребуется 3 молекулы H₂O.
3. Теперь считаем водород: в 3 молекулах воды = 3 × 2 = 6 атомов H, следовательно, должно быть 3 молекулы водорода (каждая H₂ содержит 2 атома H).
Таким образом, записываем сбалансированное уравнение:
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
──────────────────────────────
б) Реакция хлора (Cl₂) с алюминием (Al) с образованием хлорида алюминия (AlCl₃).
Исходное уравнение:
Cl₂ + Al → AlCl₃
Сначала определим, какие количества атомов присутствуют:
1. В молекуле AlCl₃ содержится 1 атом Al, что хорошо подходит для алюминия в реагенте.
2. Однако для хлора: в AlCl₃ три атома Cl, а в Cl₂ – 2 атома, поэтому нужно подобрать такие коэффициенты, чтобы общее число атомов Cl с левой стороны совпадало с числом атомов Cl в правой части.
Предположим, что с правой стороны образуется 2 молекулы AlCl₃. Тогда:
– Алюминий: 2 атома Al (значит, надо 2 молекулы Al).
– Хлор: 2 × 3 = 6 атомов Cl, для чего потребуется 3 молекулы Cl₂ (поскольку 3 × 2 = 6).
Итоговое сбалансированное уравнение:
3Cl₂ + 2Al → 2AlCl₃
──────────────────────────────
в) Реакция между натрием (Na) и азотом (N₂) с образованием нитрида натрия (Na₃N).
Запишем исходное уравнение:
N₂ + Na → Na₃N
Проанализируем количество атомов:
1. В Na₃N содержится 3 атома натрия и 1 атом азота. Но в молекуле N₂ – 2 атома азота, значит, желательно получить целое число молекул Na₃N так, чтобы общее число атомов азота совпадало по обеим сторонам.
2. Пусть правой стороной будет 2 молекулы Na₃N. Тогда:
– Атомов азота: 2 × 1 = 2 (слева N₂ содержит 2 атома).
– Атомов натрия: 2 × 3 = 6. Следовательно, требуется 6 атомов натрия, то есть 6 молекул Na.
Получаем итоговое сбалансированное уравнение:
N₂ + 6Na → 2Na₃N
──────────────────────────────
Ответ:
а) Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
б) 3Cl₂ + 2Al → 2AlCl₃
в) N₂ + 6Na → 2Na₃N