Determine se ocorre reação e escreva a equação balanceada. Reações de simples troca:
\mathrm{Fe}+2 \mathrm{HCl} \rightarrow ?

Passo 1

O enunciado dá os reagentes e pede duas coisas:
  • Reagentes: \mathrm{Fe} (ferro metálico) e \mathrm{HCl} (ácido clorídrico), com a indicação de coeficiente 2 em frente ao \mathrm{HCl}.
  • O que se pede: determinar se ocorre reação do tipo simples troca (deslocamento) e escrever a equação balanceada correspondente.

Passo 2

Entendendo o tipo de reação (intuição e regra prática).
  • Em reações de simples troca entre metal e ácido, o metal pode deslocar o hidrogênio do ácido se o metal for mais reativo que o hidrogênio.
  • A “série de reatividade” dos metais diz que ferro ( \mathrm{Fe}) está acima do hidrogênio, ou seja, \mathrm{Fe} consegue reduzir \mathrm{H}^+ a \mathrm{H}_2. Portanto, a reação é possível: o ferro metálico reage com ácido clorídrico produzindo um sal solúvel de ferro e gás hidrogênio.

Passo 3

Modelo iônico e meia-reações (miniaula de oxirredução).
  • Quando um metal reage com um ácido forte, os íons \mathrm{H}^+ do ácido aceitam elétrons e formam \mathrm{H}_2.
  • Escrevemos as duas meia-reações de oxidação e redução:
Redução (hidrogênio):
2\,\mathrm{H}^+ + 2e^- \rightarrow \mathrm{H}_2
Oxidação (ferro):
\mathrm{Fe} \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+} + 2e^-
  • Note que as duas meia-reações trocam 2 elétrons: a contagem de elétrons bate, então podemos somá-las.

Passo 4

Somando as meia-reações para obter a equação iônica líquida.
  • Somando as duas equações:
\mathrm{Fe} + 2\,\mathrm{H}^+ \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+} + \mathrm{H}_2
Essa é a equação iônica líquida balanceada: conserva átomos e carga elétrica (lado esquerdo carga 0+2(+1)=+2, lado direito +2+0=+2 se contar os íons; na forma mostrada, as cargas totais se equilibram).

Passo 5

Voltando à forma molecular usando o ânion do ácido.
  • O ácido usado é \mathrm{HCl}, que fornece \mathrm{H}^+ e \mathrm{Cl}^-.
  • O íon \mathrm{Fe}^{2+} formado combina com dois \mathrm{Cl}^- para formar \mathrm{FeCl}_2 (cloreto de ferro(II)), um sal solúvel.
  • Substituindo \mathrm{H}^+ por \mathrm{HCl} (e reunindo os \mathrm{Cl}^- com \mathrm{Fe}^{2+}), a equação molecular balanceada fica:
\mathrm{Fe} + 2\,\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{FeCl}_2 + \mathrm{H}_2

Passo 6

Verificação simples de balanceamento (átomos e cargas).
  • Contagem de átomos:
    • Ferro: 1 no reagente, 1 no produto ( \mathrm{FeCl}_2).
    • Hidrogênio: 2 em 2\,\mathrm{HCl} e 2 em \mathrm{H}_2.
    • Cloro: 2 em 2\,\mathrm{HCl} e 2 em \mathrm{FeCl}_2.
  • Carga: todos os compostos mostrados na forma molecular são neutros, então a carga total é neutra em ambos os lados.
  • Está balanceada.

Passo 7

Observações práticas e dicas para a prova (tranquiliza aí).
  • Na prática essa reação libera gás \mathrm{H}_2 visível como borbulhas; pode ser lenta se o ferro tiver camada de óxido (îsso chama-se passivação).
  • Com ácidos não oxidantes (como \mathrm{HCl}) o ferro normalmente vai para o estado +2 (formando \mathrm{FeCl}_2). Só em presença de agentes oxidantes fortes o ferro formaria \mathrm{Fe}^{3+} ( \mathrm{FeCl}_3).
  • Para balancear em prova: usar método das meia-reações é seguro; para reações simples metal + ácido, lembrar da regra prática (metal acima do H desloca H).

Resposta

\mathrm{Fe} + 2\,\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{FeCl}_2 + \mathrm{H}_2

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