Номер 2, страница 143 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумай, ответь, выполни.... Параграф 40. Нахождение металлов в природе и общие способы их получения. Глава 7. Металлы - номер 2, страница 143.

Условие.

2. Предложите три способа получения железа из железной руды $Fe_2O_3$ с использованием различных восстановителей. Запишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

Получение железа из железной руды ($Fe_2O_3$, оксид железа(III) или гематит) основано на процессах восстановления. Восстановление — это химический процесс, в ходе которого железо в степени окисления +3 принимает электроны и переходит в степень окисления 0 (металлическое железо). Вещество, отдающее электроны, называется восстановителем. Ниже приведены три способа получения железа с использованием различных восстановителей.

Способ 1. Восстановление угарным газом (CO)

Это основной промышленный способ получения железа (в виде чугуна) в доменных печах. В качестве сырья используют железную руду, кокс (источник углерода) и флюсы. Кокс при высокой температуре реагирует с кислородом, образуя угарный газ (CO), который и является главным восстановителем железа из оксида. Процесс требует нагревания.

Ответ: Уравнение реакции восстановления железа угарным газом (доменный процесс): $Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t°} 2Fe + 3CO_2$.

Способ 2. Восстановление алюминием (алюминотермия)

Алюминотермия — это метод получения металлов восстановлением их оксидов металлическим алюминием. Алюминий является более активным металлом, чем железо, поэтому он способен вытеснять (восстанавливать) железо из его оксида. Реакция инициируется поджиганием и протекает с выделением очень большого количества тепла (экзотермическая), в результате чего железо образуется в расплавленном виде.

Ответ: Уравнение реакции алюминотермического восстановления железа: $Fe_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t°} 2Fe + Al_2O_3$.

Способ 3. Восстановление водородом (H₂)

Восстановление железа из оксида с помощью газообразного водорода позволяет получать очень чистое, так называемое губчатое железо. Единственным побочным продуктом реакции является вода, что делает этот метод экологически чистым (не происходит выбросов парниковых газов). Этот процесс является основой перспективного направления "зеленой металлургии" и требует нагревания для протекания.

Ответ: Уравнение реакции восстановления железа водородом: $Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t°} 2Fe + 3H_2O$.