ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 11 Вопрос 7 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Запишите уравнение реакции замещения, которую используют для сварки рельсов, если известно, что реагентами являются железная окалина Fe₃O₄ и алюминий.

3Fe₃O₄+8Al = 4Al₂O₃ + 9Fe

Для того чтобы записать сбалансированное уравнение реакции замещения, используемой для сварки рельсов (термитная реакция), где реагентами являются железная окалина (Fe₃O₄) и алюминий (Al), необходимо уравнять количество атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения.

Начнем с несбалансированной схемы реакции:
Fe₃O₄ + Al → Al₂O₃ + Fe

Шаг 1: Подсчет атомов каждого элемента в несбалансированной схеме.

Левая часть (реагенты):

Железо (Fe): 3
Кислород (O): 4
Алюминий (Al): 1

Правая часть (продукты):

Железо (Fe): 1
Кислород (O): 3
Алюминий (Al): 2

Шаг 2: Уравнивание атомов железа (Fe).

На левой стороне 3 атома Fe, а на правой — 1. Чтобы уравнять железо, поставим коэффициент 3 перед Fe в продуктах:
Fe₃O₄ + Al → Al₂O₃ + 3Fe

Пересчитаем атомы после этого изменения:
Левая часть: Fe: 3, O: 4, Al: 2
Правая часть: Fe: 3, O: 3, Al: 2

Шаг 3: Уравнивание атомов алюминия (Al).

На левой стороне 1 атом Al, а на правой — 2. Чтобы уравнять алюминий, поставим коэффициент 2 перед Al в реагентах:
Fe₃O₄ + 2Al → Al₂O₃ + 3Fe

Пересчитаем атомы после этого изменения:
Левая часть: Fe: 3, O: 4, Al: 2
Правая часть: Fe: 3, O: 3, Al: 2

Шаг 4: Уравнивание атомов кислорода (O).

Сейчас атомы Fe и Al уравнены, но кислород — нет (4 атома на левой стороне и 3 атома на правой). Чтобы уравнять кислород, нам нужно найти наименьшее общее кратное для 4 и 3, которое равно 12.

Чтобы получить 12 атомов кислорода на левой стороне, нужно умножить Fe₃O₄ на 3 (3 * 4 = 12).
Чтобы получить 12 атомов кислорода на правой стороне, нужно умножить Al₂O₃ на 4 (4 * 3 = 12).

Применим эти коэффициенты:
3Fe₃O₄ + 2Al → 4Al₂O₃ + 3Fe

Шаг 5: Окончательная проверка и корректировка других элементов.

После уравнивания кислорода, необходимо пересчитать все атомы, так как изменение коэффициентов перед соединениями могло повлиять на баланс других элементов.

Пересчитаем атомы:

Левая часть (3Fe₃O₄ + 2Al):

Железо (Fe): 3 * 3 = 9
Кислород (O): 3 * 4 = 12
Алюминий (Al): 2 * 1 = 2

Правая часть (4Al₂O₃ + 3Fe):

Железо (Fe): 3 * 1 = 3
Кислород (O): 4 * 3 = 12
Алюминий (Al): 4 * 2 = 8

Мы видим, что железо и алюминий снова стали несбалансированными.

Шаг 6: Повторное уравнивание железа (Fe) и алюминия (Al).

Уравнивание Fe: На левой стороне 9 атомов Fe, а на правой — 3. Чтобы уравнять железо, изменим коэффициент перед Fe в продуктах с 3 на 9:
3Fe₃O₄ + 2Al → 4Al₂O₃ + 9Fe

Уравнивание Al: На левой стороне 2 атома Al, а на правой — 8. Чтобы уравнять алюминий, изменим коэффициент перед Al в реагентах с 2 на 8:
3Fe₃O₄ + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe

Шаг 7: Окончательная проверка всех атомов.

Левая часть (3Fe₃O₄ + 8Al):

Железо (Fe): 3 * 3 = 9
Кислород (O): 3 * 4 = 12
Алюминий (Al): 8 * 1 = 8

Правая часть (4Al₂O₃ + 9Fe):

Железо (Fe): 9 * 1 = 9
Кислород (O): 4 * 3 = 12
Алюминий (Al): 4 * 2 = 8

Все атомы уравнены.

Таким образом, сбалансированное уравнение реакции замещения для сварки рельсов:
3Fe₃O₄ + 8Al = 4Al₂O₃ + 9Fe