Номер 797, страница 141 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

797. Для восстановления до металла при высокой температуре каких из приведённых оксидов можно использовать водород: $K_2O$, $Fe_2O_3$, $Ag_2O$, $Na_2O$, $CuO$, $CaO$, $ZnO$, $PbO$? Кратко поясните, почему.

Решение

Для определения, какие из оксидов могут быть восстановлены водородом, необходимо использовать электрохимический ряд активности металлов. Общее правило гласит, что водород способен восстанавливать металлы из оксидов, если эти металлы находятся в ряду активности правее алюминия (т.е. являются металлами средней или низкой активности). Оксиды очень активных металлов (щелочных, щелочноземельных, алюминия) водородом не восстанавливаются из-за высокой прочности их оксидов.

Проанализируем предложенный список оксидов на основе этого правила:

• Оксиды, которые можно восстановить водородом:

  $Fe_2O_3$, $Ag_2O$, $CuO$, $ZnO$, $PbO$.

  Пояснение: Металлы железо (Fe), серебро (Ag), медь (Cu), цинк (Zn) и свинец (Pb) относятся к металлам средней или низкой активности. Их оксиды могут вступать в реакцию с водородом при нагревании с образованием свободного металла и воды.

  Примеры уравнений реакций:

  $Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3H_2O$

  $Ag_2O + H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Ag + H_2O$

  $CuO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Cu + H_2O$

  $ZnO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Zn + H_2O$

  $PbO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Pb + H_2O$

• Оксиды, которые нельзя восстановить водородом:

  $K_2O$, $Na_2O$, $CaO$.

  Пояснение: Калий (K), натрий (Na) и кальций (Ca) — это очень активные щелочные и щелочноземельные металлы, которые стоят в самом начале ряда активности. Связь металл-кислород в их оксидах чрезвычайно прочна, и водород не может их восстановить.

Ответ: Водородом при высокой температуре можно восстановить оксиды $Fe_2O_3$, $Ag_2O$, $CuO$, $ZnO$, $PbO$, так как входящие в их состав металлы (Fe, Ag, Cu, Zn, Pb) имеют среднюю или низкую активность. Оксиды активных металлов ($K_2O, Na_2O, CaO$) восстановлению водородом не поддаются.