Номер 5, страница 93, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Какие из приведенных металлов Zn, Fe, Mn, Cr, Cu, Ni, Mg можно получить из их оксидов:

а) восстановлением водорода;

б) алюмотермией;

в) гидрометаллургией;

г) электролизом растворов солей?

Напишите уравнения соответствующих реакций.

а) восстановлением водорода

Восстановлением водородом (водородотермией) получают металлы, оксиды которых относительно легко восстанавливаются. В ряду активности металлов это, как правило, металлы, стоящие после цинка. Из представленного списка этим методом можно получить железо, никель, медь и цинк (для цинка требуются высокие температуры).

Уравнения реакций:

$Cuo + H₂ \xrightarrow{to } Cu + H₂O$

$Fe₂O₃ + 3H₂ \xrightarrow{to } 2Fe + 3H₂O$

$Nio + H₂ \xrightarrow{to } Ni + H₂O$

$Zno + H₂ \xrightarrow{to } Zn + H₂O$

Ответ: восстановлением водорода можно получить Fe, Ni, Cu, Zn.

б) алюмотермией

Алюмотермия — это метод получения металлов восстановлением их оксидов алюминием. Метод применяется для получения тугоплавких металлов и металлов, чьи оксиды трудно восстановить другими способами (например, углеродом). Алюминий — активный металл, поэтому он может восстанавливать многие металлы из их оксидов. Из списка этим методом можно получить хром, марганец, железо и никель.

Уравнения реакций:

$Cr₂O₃ + 2Al \xrightarrow{to } 2Cr + Al₂O₃$

$3Mn₃O₄ + 8Al \xrightarrow{to } 9Mn + 4Al₂O₃$

$Fe₂O₃ + 2Al \xrightarrow{to } 2Fe + Al₂O₃$

$3Nio + 2Al \xrightarrow{to } 3Ni + Al₂O₃$

Ответ: алюмотермией можно получить Cr, Mn, Fe, Ni.

в) гидрометаллургией

Гидрометаллургия — это способ получения металлов, который включает две основные стадии: 1) растворение (выщелачивание) металла или его соединения из руды с получением раствора соли; 2) выделение металла из раствора (например, вытеснением более активным металлом или электролизом). Этот метод подходит для меди, цинка, никеля.

Уравнения реакций на примере меди:

1. Выщелачивание оксида серной кислотой:

$Cuo + H₂SO₄ \rightarrow CuSO₄ + H₂O$

2. Выделение меди из раствора сульфата путем вытеснения железом (цементация):

$CuSO₄ + Fe \rightarrow Cu \downarrow + FeSO₄$

Ответ: гидрометаллургией можно получить Cu, Zn, Ni.

г) электролизом растворов солей

Электролиз водных растворов солей применяют для получения металлов, которые в ряду активности стоят примерно после алюминия. Для очень активных металлов (таких как магний) этот метод не подходит, так как на катоде вместо металла будет выделяться водород. Из списка таким способом можно получить цинк, железо, марганец, хром, медь и никель.

Уравнения реакций (общие для сульфатов с инертным анодом):

Для меди (металл после водорода):

$2CuSO₄ + 2H₂o \xrightarrow{электролиз} 2Cu \downarrow + O₂ \uparrow + 2H₂SO₄$

Для цинка (металл до водорода):

$2ZnSO₄ + 2H₂o \xrightarrow{электролиз} 2Zn \downarrow + O₂ \uparrow + 2H₂SO₄$

Для хлорида никеля:

$NiCl₂ \xrightarrow{электролиз} Ni \downarrow + Cl₂ \uparrow$

Ответ: электролизом растворов солей можно получить Zn, Fe, Mn, Cr, Cu, Ni.