Номер 7, страница 125, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Составьте уравнения электронного баланса для следующих реакций:

a) $C + CO_2 = Co - Q$

б) $Fe_2O_3 + Co = Fe_3O_4 + CO_2 + Q$

в) $Fe_3O_4 + Co = Feo + CO_2 - Q$

г) $Feo + Co = Fe + CO_2 + Q$

а) C + CO₂ = 2Co - Q

Данная реакция является реакцией сопропорционирования, где углерод в разных степенях окисления переходит в одну промежуточную. Углерод в виде простого вещества $C^0$ является восстановителем и окисляется до $C^{+2}$. Углерод в составе углекислого газа $CO_2$ ($C^{+4}$) является окислителем и восстанавливается до $C^{+2}$.

Ответ:

$ \left. \begin{array}{l} C^0 - 2e^- \rightarrow C^{+2} \\ C^{+4} + 2e^- \rightarrow C^{+2} \end{array} \right| \begin{array}{l} 1 \\ 1 \end{array} \begin{array}{l} \text{окисление, восстановитель} \\ \text{восстановление, окислитель} \end{array} $

б) Fe₂O₃ + Co = Fe₃O₄ + CO₂ + Q

В исходном уравнении, вероятно, допущены опечатки в формуле продукта и стехиометрии. Корректное уравнение для этого этапа восстановления железа: $3Fe_2O_3 + Co = 2Fe_3O_4 + CO_2$. В этой окислительно-восстановительной реакции восстановителем является оксид углерода(II) $CO$, а окислителем – оксид железа(III) $Fe_2O_3$.

В $Fe_2O_3$ железо имеет степень окисления $+3$. В $Fe_3O_4$ (смешанный оксид $Feo \cdot Fe_2O_3$) у двух атомов железа степень окисления $+3$, а у одного $+2$. Таким образом, происходит частичное восстановление железа. Углерод окисляется от $+2$ до $+4$.

Ответ:

$ \left. \begin{array}{l} C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4} \\ 2Fe^{+3} + 2e^- \rightarrow 2Fe^{+2} \end{array} \right| \begin{array}{l} 1 \\ 1 \end{array} \begin{array}{l} \text{окисление, восстановитель (CO)} \\ \text{восстановление, окислитель (Fe_2O_3)} \end{array} $

в) Fe₃O₄ + Co = Feo + CO₂ - Q

В уравнении реакции, скорее всего, пропущен стехиометрический коэффициент. Сбалансированное уравнение имеет вид: $Fe_3O_4 + Co = 3Feo + CO_2$. Окислителем выступает смешанный оксид железа $Fe_3O_4$, а восстановителем – оксид углерода(II) $CO$.

В $Fe_3O_4$ два атома железа имеют степень окисления $+3$ и один атом – $+2$. В продукте реакции, оксиде железа(II) $FeO$, все атомы железа имеют степень окисления $+2$. Следовательно, два атома $Fe^{+3}$ восстанавливаются, принимая электроны. Углерод окисляется от $+2$ до $+4$.

Ответ:

$ \left. \begin{array}{l} C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4} \\ 2Fe^{+3} + 2e^- \rightarrow 2Fe^{+2} \end{array} \right| \begin{array}{l} 1 \\ 1 \end{array} \begin{array}{l} \text{окисление, восстановитель (CO)} \\ \text{восстановление, окислитель (Fe_3O_4)} \end{array} $

г) Feo + Co = Fe + CO₂ + Q

Это заключительный этап восстановления железа из руды. Окислителем является оксид железа(II) $FeO$, где $Fe$ имеет степень окисления $+2$. Восстановителем является оксид углерода(II) $CO$, где $\text{C}$ имеет степень окисления $+2$. В результате реакции железо восстанавливается до простого вещества $Fe^0$, а углерод окисляется до $C^{+4}$ в $CO_2$.

Ответ:

$ \left. \begin{array}{l} C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4} \\ Fe^{+2} + 2e^- \rightarrow Fe^0 \end{array} \right| \begin{array}{l} 1 \\ 1 \end{array} \begin{array}{l} \text{окисление, восстановитель (CO)} \\ \text{восстановление, окислитель (FeO)} \end{array} $