5. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответствующие следующим схемам: a) CugO + C Cu + CO б) Fe203 + CO -> Fe + CO2

Рассмотрим каждую схему реакции и составим уравнения, используя метод электронного баланса. Этот метод хорош тем, что позволяет уравнивать реакции окислительно-восстановительного типа, балансируя как количество электронов, так и атомов. --- ### 1. Реакция (a): CugO + C → Cu + CO --- **Шаг 1. Определим степени окисления элементов:** - В веществе Cu₂O: медь окислена до +1 (Cu⁺), кислород — -2. - В чистом углероде (C) степень окисления 0. - В металлическом меде (Cu): 0. - В CO: О — -2, C — +2. **Шаг 2. Запишем полуреакции окисления и восстановления:** - **Восстановление:** C (0) → CO (C +2), то есть углерод окисляется, отдавая 2 электрона: C (0) → C (+2) + 2e⁻ - **Восстановление:** Cu₂O (Cu +1) → Cu (0): Cu⁺ + e⁻ → Cu (металл) Но у нас есть Cu₂O, и мы балансируем по атомам. **Шаг 3. Балансируем по атомам:** В уравнении клетки — один атом Cu снизу и один снизу, два Cu в Cu₂O, что соответствует 2 Cu⁺. Обратим внимание, что в Cu₂O содержится 2 Cu⁺ и 1 O²⁻. Поэтому: - Восстановление: 2 Cu⁺ + 2e⁻ → 2 Cu - Окисление: C → CO + 2e⁻ (углерод отдает 2 электрона для превращения в CO) **Шаг 4. Подсчёт электронов и составление уравнения:** Обозначим: - Вход: Cu₂O + C - Выход: Cu + CO Балансируем: \[ \text{Левое}: \quad \text{Cu}_2\text{O} + C \] \[ \text{Правое}: \quad 2\,\text{Cu} + CO \] В реакции: - C окисляется: C (0) → CO (C +2) + 2e⁻ - Cu₂O: 2 Cu⁺ + 2e⁻ → 2 Cu Электроны от C равны 2, что нужно для восстановления 2 Cu. Значит: \[ C + 2\,\text{Cu}^+ + 2e^- \rightarrow C O + 2\, \text{Cu} \] \[ \text{Общий баланс:} \quad \text{Cu}_2\text{O} + C \rightarrow 2\, \text{Cu} + CO \] **Ответ — уравнение реакции:** \[ \boxed{ \text{Cu}_2\text{O} + C \rightarrow 2 \text{Cu} + CO } \] --- ### 2. Реакция (б): Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂ --- **Шаг 1. Определим степени окисления:** - В Fe₂O₃: Fe — +3, O — -2 - В CO: C — +2, O — -2 - В Fe (металл): 0 - В CO₂: C — +4, O — -2 **Шаг 2. Запишем полуреакции:** - **Окисление:** CO (C +2) → CO₂ (C +4), то есть C окисляется: C (+2) → C (+4) + 2e⁻ - **Восстановление:** Fe₂O₃ (Fe +3) → Fe (0): Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe Так как у нас 2 Fe, то необходимо 6 электронов (по 3 на каждый атом Fe). **Шаг 3. Балансировка электронами:** - Окисление: 2 C (каждый отдаёт 2 e⁻), всего 4 e⁻ Но для восстановления 2 Fe³⁺ → 2 Fe, нужно 6 e⁻. Тогда: - Окисление: 2 C → 2 CO₂ + 4 e⁻ - Восстановление: 2 Fe³⁺ + 6 e⁻ → 2 Fe Нужно уравнять электроны, добавляя ко второму уравнению 2e⁻: \[ \text{Fe}^{3+} + 3 e^- \rightarrow \text{Fe} \] Для 2 ферру: \[ 2 \text{Fe}^{3+} + 6 e^- \rightarrow 2 \text{Fe} \] Тогда окислительные реакции: \[ 2 C + O_2 \rightarrow 2 CO \] Но в реакции участвуют CO и Fe₂O₃. Таким образом, исходное уравнение реакции: \[ Fe_2O_3 + 3 C \rightarrow 2 Fe + 3 CO_2 \] **Шаг 4. Итоговое уравнение:** \[ \boxed{ Fe_2O_3 + 3 C \rightarrow 2 Fe + 3 CO_2 } \] --- ### Итоговые ответы: **а) Электронный баланс:** \[ \text{Cu}_2\text{O} + C \rightarrow 2\, \text{Cu} + CO \] **б) Электронный баланс:** \[ Fe_2O_3 + 3 C \rightarrow 2 Fe + 3 CO_2 \] Эти уравнения соответствуют схемам реакций с использованием метода электронного баланса.