Номер 1, страница 67 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. В работе немецкого учёного в области металлургии и врача Г. Агриколы (XVI в.) «Трактат «О горном деле и металлургии» сказано: «Подвергая руду нагреванию, обжигу и прокаливанию, удаляют этим часть веществ, примешанных к металлу…» и далее «…плавка необходима, так как только посредством её горные породы и затвердевшие соки (рассолы) отделяются от металлов, которые приобретают свойственный им цвет, очищаются и становятся во многих отношениях полезны человеку». О каких видах металлургии писал Агрикола? Проиллюстрируйте его высказывание примерами уравнений химических реакций.

В своём трактате Георгий Агрикола описывает ключевые стадии классической пирометаллургии – области металлургии, занимающейся извлечением металлов из руд и их очисткой при высоких температурах. Высказывания ученого можно проиллюстрировать следующими химическими процессами.

1. «Подвергая руду нагреванию, обжигу и прокаливанию, удаляют этим часть веществ, примешанных к металлу...»

Эта часть цитаты описывает подготовительные операции, цель которых — перевести металл из рудного минерала в форму, удобную для последующего восстановления (плавки), и удалить летучие примеси.

• Обжиг — это нагревание руды (чаще всего сульфидной) в присутствии кислорода воздуха. При этом сульфид металла превращается в его оксид. Например, обжиг цинковой обманки (сфалерита):
  $2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t^{\circ}} 2ZnO + 2SO_2\uparrow$

• Прокаливание (кальцинация) — это термическое разложение руды без доступа воздуха. Таким способом перерабатывают карбонатные или гидратные руды. Например, разложение малахита:
  $(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t^{\circ}} 2CuO + H_2O\uparrow + CO_2\uparrow$

2. «...плавка необходима, так как только посредством её горные породы и затвердевшие соки (рассолы) отделяются от металлов...»

Эта часть описывает основной процесс — восстановительную плавку, в ходе которой из оксида металла получают чистый металл, и отделение пустой породы.

• Восстановление (плавка). Оксид металла восстанавливают до свободного металла с помощью восстановителя, которым в XVI веке служил древесный уголь (углерод) или угарный газ, образующийся при его неполном сгорании. Пример — выплавка железа из красного железняка ($Fe_2O_3$):
  $Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t^{\circ}} 2Fe + 3CO_2\uparrow$

• Отделение горной породы. «Горные породы» (пустая порода, например, диоксид кремния $SiO_2$) удаляют, добавляя специальные вещества — флюсы (в цитате — «затвердевшие соки»). Флюс, например, оксид кальция $CaO$ (получаемый прокаливанием известняка $CaCO_3$), реагирует с пустой породой, образуя легкоплавкое соединение — шлак. Расплавленный металл и шлак не смешиваются и легко отделяются друг от друга из-за разной плотности.

  Получение флюса (оксида кальция) прокаливанием известняка:
  $CaCO_3 \xrightarrow{t^{\circ}} CaO + CO_2\uparrow$

  Образование шлака (силиката кальция):
  $CaO + SiO_2 \xrightarrow{t^{\circ}} CaSiO_3$

Таким образом, Агрикола дал точное для своего времени описание полного пирометаллургического цикла производства металлов.

Ответ: Георгий Агрикола в своей работе описывал процессы пирометаллургии. Его высказывания иллюстрируются уравнениями химических реакций, описывающими подготовительные стадии (обжиг сульфидных руд, например, $2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2$, и прокаливание карбонатных руд) и основную стадию — восстановительную плавку (например, $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$) с отделением пустой породы в виде шлака (например, $CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$).