Номер 6, страница 102 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 10. Металлы - номер 6, страница 102.

Условие.

6. Пирометаллургия — это отрасль металлургии, связанная с получением и очищением металлов и их сплавов при высоких температурах. Назовите вещества, которые наиболее часто используют в пирометаллургических процессах в качестве восстановителей. Составьте уравнения следующих реакций:

а) $CuO + H_2 \to$

б) $Fe_2O_3 + CO \to$

в) $Cr_2O_3 + Al \to$

г) $MgO + C \to$

Решение.

Решение 2.

В пирометаллургических процессах в качестве восстановителей наиболее часто используют простые и сложные вещества, способные отнимать кислород у оксидов металлов при высоких температурах. К ним относятся:

• Углерод (в виде кокса, древесного угля) — $C$
• Оксид углерода(II) (угарный газ) — $CO$
• Водород — $H_2$
• Активные металлы, такие как алюминий (алюминотермия), магний (магнийтермия), кремний (силикотермия) — $Al, Mg, Si$

а) Взаимодействие оксида меди(II) с водородом при нагревании приводит к восстановлению меди до металлического состояния и образованию воды.
$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$
В данной реакции степень окисления меди понижается с $+2$ до $0$, а водорода повышается с $0$ до $+1$. Уравнение сбалансировано.
Ответ: $CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$

б) Восстановление оксида железа(III) угарным газом является одним из ключевых процессов в доменной печи при производстве чугуна. Железо восстанавливается, а угарный газ окисляется до углекислого газа.
$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2$
Степень окисления железа изменяется с $+3$ на $0$, а углерода — с $+2$ на $+4$.
Ответ: $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$

в) Алюминотермия — это процесс восстановления металлов из их оксидов с помощью алюминия. Алюминий, будучи более активным металлом, восстанавливает хром из оксида хрома(III).
$Cr_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t} 2Cr + Al_2O_3$
Хром восстанавливается со степени окисления $+3$ до $0$, а алюминий окисляется с $0$ до $+3$.
Ответ: $Cr_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Cr + Al_2O_3$

г) Восстановление оксида магния углеродом (карботермия) требует очень высоких температур (свыше $2000^\circ C$), так как магний — очень активный металл.
$MgO + C \xrightarrow{t} Mg + CO$
Степень окисления магния понижается с $+2$ до $0$, а углерода повышается с $0$ до $+2$. Уравнение сбалансировано.
Ответ: $MgO + C \rightarrow Mg + CO$