Номер 4, страница 154 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 22. Получение и применение металлов. Коррозия металлов. Глава 5. Металлы и неметаллы - номер 4, страница 154.

Условие.

4. Составьте уравнения реакций газовой коррозии железа в атмосфере хлора и кислорода.

Решение.

Решение 2.

Газовая коррозия — это химическое разрушение металлов при высоких температурах в среде газов, не содержащих влаги. В отличие от электрохимической коррозии, она протекает без участия жидкого электролита. Ниже приведены уравнения реакций газовой коррозии железа в указанных средах.

В атмосфере хлора

Железо при нагревании активно взаимодействует с таким сильным окислителем, как хлор. В ходе этой реакции железо окисляется до своей высшей устойчивой степени окисления +3. Продуктом реакции является хлорид железа(III), твёрдое вещество тёмно-коричневого цвета.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2FeCl_3$

Ответ: $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$.

В атмосфере кислорода

Газовая коррозия железа в кислороде при высоких температурах (например, при горячей прокатке или ковке металла) приводит к образованию на поверхности твёрдой плёнки оксидов, называемой окалиной. Основным компонентом окалины является смешанный оксид железа(II, III), или магнетит.

Уравнение реакции образования железной окалины:

$3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4$

В условиях избытка кислорода или при несколько более низких температурах (но всё ещё высоких) может преимущественно образовываться оксид железа(III), который является основным компонентом обычной ржавчины.

Уравнение этой реакции:

$4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe_2O_3$

Обе реакции описывают процесс газовой коррозии железа в кислороде. Наиболее характерной для высокотемпературной газовой коррозии является первая реакция с образованием окалины.

Ответ: $3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$ и $4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$.