Номер 4, страница 249 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

4. Составьте уравнения реакций выделения металлов алюмотермическим способом (восстановление алюминием) из их оксидов: $MnO_2$, $Cr_2O_3$, $Fe_3O_4$.

Алюмотермия — это метод получения металлов, при котором в качестве восстановителя используется алюминий. Алюминий восстанавливает металл из его оксида, при этом сам окисляется до оксида алюминия ($Al_2O_3$). Эти реакции являются экзотермическими, то есть протекают с выделением большого количества тепла.

$MnO_2$

Восстановление марганца из оксида марганца(IV) алюминием. В этой реакции алюминий является восстановителем, а оксид марганца(IV) — окислителем.

Сначала запишем схему реакции: $MnO_2 + Al \rightarrow Mn + Al_2O_3$

Теперь уравняем количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. Для этого подберем стехиометрические коэффициенты. Чтобы уравнять кислород, поставим коэффициент 3 перед $MnO_2$ и 2 перед $Al_2O_3$. Затем уравняем марганец (3 перед $Mn$) и алюминий (4 перед $Al$).

Итоговое уравнение реакции:

$3MnO_2 + 4Al \rightarrow 3Mn + 2Al_2O_3$

Ответ: $3MnO_2 + 4Al \rightarrow 3Mn + 2Al_2O_3$

$Cr_2O_3$

Восстановление хрома из оксида хрома(III) алюминием.

Схема реакции: $Cr_2O_3 + Al \rightarrow Cr + Al_2O_3$

Уравняем количество атомов. Число атомов кислорода в левой и правой частях уже одинаково (3). Остается уравнять хром, поставив коэффициент 2 перед $Cr$, и алюминий, поставив коэффициент 2 перед $Al$.

Итоговое уравнение реакции:

$Cr_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Cr + Al_2O_3$

Ответ: $Cr_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Cr + Al_2O_3$

$Fe_3O_4$

Восстановление железа из железной окалины (смешанного оксида железа(II, III)) алюминием.

Схема реакции: $Fe_3O_4 + Al \rightarrow Fe + Al_2O_3$

Для уравнивания атомов кислорода найдем наименьшее общее кратное для 4 и 3, это 12. Поставим коэффициент 3 перед $Fe_3O_4$ и 4 перед $Al_2O_3$. Затем уравняем железо (коэффициент 9 перед $Fe$) и алюминий (коэффициент 8 перед $Al$).

Итоговое уравнение реакции:

$3Fe_3O_4 + 8Al \rightarrow 9Fe + 4Al_2O_3$

Ответ: $3Fe_3O_4 + 8Al \rightarrow 9Fe + 4Al_2O_3$