Неорганические синтезы на две цифры (задание 10)

Товарищи выпускники! Составители ЕГЭ придумали для вас некоторую двухстадийную схему превращений: 

Fe -> FeCl3 -> FeCl2.

Какой реактив нужно использовать на первой стадии, а какой - на второй? Выберите вещества из списка ниже и запишите последовательность из двух цифр.

ВАРИАНТЫ ОТВЕТА:

• 1) HCl;
• 2) Cl2; 
• 3) C;
• 4) Fe;
• 5) H2O.

НАСКОЛЬКО СЛОЖНО?

Я бы сказал, что не особо. Тем более, что в современном нам ЕГЭ даже знать конкретные реактивы не нужно. Всего лишь требуется выбрать из готового списка. Таким образом, можно банально угадать решение.

Итак, внимание на первую стадию. Из простого вещества железа получается хлорид железа (III), т.е. наивысшая в "житейских условиях" степень окисления для железа. Про степень окисления равную плюс шесть грузить старательных абитуриентов пока не будем. Очевидно, что варианты (3), (4) и (5) явно никуда не годятся. Тут и готовиться к неорганике не нужно было. Осталось выбрать между (1) и (2). В обоих вариантах есть хлор. Однако только один из них подходит. Какой же? Чтобы понимать такие вещи, следует в процессе занятий сформировать химическое мысшление. Оно-то и подскажет нам, что правильным ответом будет молекулярный хлор, вариант (2). Отчего так? В соляной кислоте окислителем выступает водород, т.е. не особо агрессивный "реагент". Хлор в HCl уже имеет степень окисления равную (-1) и в ходе реакции с железом ее не меняет. Напомним, что именно (-1) - любимая степень хлора. Пребывая в ней, этот атом не склонен к окислительно-восстановительным реакциям. При взаимодействии с железом хлор просто меняет одну полярную химическую связь (с железом) на другую (с водородом). В случае же Cl2 хлор имеет степень окисления равную нулю, а хочет стать (-1). Данная мечта реализуется сразу для трех атомов хлора на каждый атом железа, так как хлор - сильный окислитель. Наконец, заметим, что если газообразного хлора подать мало (в недостатке), то все-таки будет образован хлорид железа (II). Не хватает атомов-окислителей, что поделаешь.

Теперь коллективное равнение на вторую стадию. Нужно из одной соли получить другую, понизив степень окисления катиона с (+3) до (+2). Очевидно, потребуется восстановитель. Давайте внимательно смотреть. Варианты (1), (2) и (5) явно не годятся на роль восстановителя. То есть выбор сужается до (3) и (4). Какой же предпочесть? Давайте подумаем, почему углерод не подходит. Ведь кажется, что он мог бы забрать один атом хлора, образовать тетрахлорметан и оставить железо в виде хлорида железа (II). Тем не менее, такая реакция не является основной в данном случае. Углерод - неметалл, а значит, при достаточно высокой температуре будет образовывать карбид железа, о чем в схеме превращений ничего не сказано. Кроме того, тетрахлорид углерода не видится особо стабильным соединением в термодинамическом смысле. Методом исключения мы получили правильный вариант - (4).

ЗАПИШЕМ ОТВЕТ И ВОСТОРЖЕСТВУЕМ

Верной последовательностью цифр будет "24". Так и нужно будет записать в бланке ЕГЭ. Чтобы решать такие задания, нужно обладать некоторыми базовыми познаниями в неорганической химии. При этом умение непосредственно записывать и уравнивать реакции не требуется.