Номер 3, страница 143 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 40. Нахождение металлов в природе и общие способы их получения. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 143.

Условие.

3. Восстановите левую часть схемы реакции:

$... + ... \rightarrow \text{Pb} + \text{CO}_2$

Решение.

Решение 2.

Чтобы восстановить левую часть схемы реакции, необходимо определить, какие вещества (реагенты) при взаимодействии образуют указанные продукты: металлический свинец ($Pb$) и диоксид углерода ($CO_2$).

Решение

1. Проанализируем продукты реакции. В правой части уравнения находятся простое вещество свинец ($Pb$) и оксид углерода(IV) ($CO_2$).

2. Данная реакция является окислительно-восстановительной. Определим степени окисления элементов в продуктах:

Свинец $Pb^0$ (степень окисления простого вещества равна нулю).

Диоксид углерода $C^{+4}O_2^{-2}$ (углерод имеет степень окисления +4, а кислород -2).

3. Поскольку свинец в продуктах имеет степень окисления 0, в исходном веществе он должен был иметь положительную степень окисления. Это означает, что соединение свинца выступало в роли окислителя, а ион свинца в ходе реакции восстановился (принял электроны). Наиболее вероятным исходным веществом является оксид свинца(II) - $PbO$, где свинец имеет степень окисления +2.

Процесс восстановления: $Pb^{+2} + 2e^- \rightarrow Pb^0$

4. Углерод в продуктах ($CO_2$) имеет степень окисления +4. Значит, в исходном веществе он должен был иметь более низкую степень окисления. Вещество, содержащее углерод, было восстановителем, а сам углерод окислился (отдал электроны). В качестве восстановителя, который при окислении дает $CO_2$, может выступать либо чистый углерод ($C^0$), либо оксид углерода(II), или угарный газ ($C^{+2}O$).

Рассмотрим вариант с угарным газом ($CO$):

Процесс окисления: $C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4}$

5. Составим уравнение реакции, используя в качестве реагентов оксид свинца(II) и оксид углерода(II):

$PbO + CO \rightarrow Pb + CO_2$

6. Проверим баланс атомов в уравнении. Подсчитаем количество атомов каждого элемента в левой и правой частях:

- Свинец (Pb): слева 1, справа 1 (уравнено).

- Углерод (C): слева 1, справа 1 (уравнено).

- Кислород (O): слева 1 (в PbO) + 1 (в CO) = 2; справа 2 (в $CO_2$) (уравнено).

Уравнение полностью сбалансировано, и все стехиометрические коэффициенты равны 1. Эта реакция является классическим примером карботермии — восстановления металла из его оксида.

Примечание: Существуют и другие правильные варианты решения, например, восстановление оксида свинца(II) углем: $2PbO + C \rightarrow 2Pb + CO_2$. Представленный выше вариант с $CO$ является одним из наиболее распространенных и стехиометрически простых.

Ответ: $PbO + CO \rightarrow Pb + CO_2$