Номер 3, страница 123 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 26. Общая характеристика и способы получения металлов. Глава VI. Металлы - номер 3, страница 123.

Условие.

3. В уравнении химической реакции $Fe_3O_4$ + ... $\rightarrow$ Fe + $H_2O$ вместо многоточия следует написать формулу

1) углерода

2) водорода

3) воды

4) оксида углерода(II)

Решение.

Решение 2.

Дано:

Схема химической реакции: $Fe_3O_4 + ... \rightarrow Fe + H_2O$

Найти:

Формулу вещества, которую следует написать вместо многоточия.

Решение:

Рассмотрим данную схему химической реакции. Согласно закону сохранения массы, количество атомов каждого химического элемента в левой части уравнения (реагенты) должно быть равно количеству атомов этого же элемента в правой части уравнения (продукты).

В правой части уравнения, в продуктах реакции, мы видим чистое железо ($Fe$) и воду ($H_2O$). Вода состоит из атомов водорода ($H$) и кислорода ($O$).

В левой части уравнения, в реагентах, нам известен только оксид железа(II, III) или железная окалина ($Fe_3O_4$). Он состоит из атомов железа ($Fe$) и кислорода ($O$).

Сравнивая состав реагентов и продуктов, мы видим, что в продуктах присутствуют атомы водорода, которых нет в известном реагенте $Fe_3O_4$. Следовательно, недостающее вещество должно содержать атомы водорода.

Теперь проанализируем предложенные варианты ответа:

1. углерод (формула $C$) - не содержит водорода.
2. водород (формула $H_2$) - содержит водород.
3. вода (формула $H_2O$) - содержит водород, но вода уже является продуктом реакции. Реакция $Fe_3O_4$ с водой не приводит к образованию чистого железа в таких условиях.
4. оксид углерода(II) (формула $CO$) - не содержит водорода.

Единственным подходящим вариантом является водород ($H_2$). Водород является хорошим восстановителем и способен восстанавливать металлы из их оксидов при нагревании.

Подставим водород в уравнение и уравняем его:

$Fe_3O_4 + H_2 \rightarrow Fe + H_2O$

Сначала уравняем количество атомов железа:

$Fe_3O_4 + H_2 \rightarrow 3Fe + H_2O$

Теперь уравняем количество атомов кислорода:

$Fe_3O_4 + H_2 \rightarrow 3Fe + 4H_2O$

И в последнюю очередь уравняем количество атомов водорода:

$Fe_3O_4 + 4H_2 \rightarrow 3Fe + 4H_2O$

Проверяем: слева 3 атома Fe, 4 атома O, 8 атомов H. Справа 3 атома Fe, 4 атома O, 8 атомов H. Уравнение составлено верно.

Таким образом, вместо многоточия следует написать формулу водорода.

Ответ: 2) водорода.