5. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответствующие следующим схемам: a) Cu2O + C → Cu + CO б) Fe2O3 + CO → Fe + CO2 в) V2O5 + Al → Al2O3 + V

Решение:

Для составления уравнений реакций методом электронного баланса, определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах реакции, а затем распределим электроны.

а) Cu₂O + C → Cu + CO

• Степени окисления: Cu ⁺¹, O ^-2, C ⁰ → Cu ⁰, C ⁺², O ^-2
• Окисление: C ⁰ → C ⁺² + 2e^-
• Восстановление: 2Cu ⁺¹ + 2e^- → 2Cu ⁰
• Уравнение реакции: \( \text{Cu}_2\text{O} + \text{C} \rightarrow 2\text{Cu} + \text{CO} \)

б) Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂

• Степени окисления: Fe ⁺³, O ^-2, C ⁺², O ^-2 → Fe ⁰, C ⁺⁴, O ^-2
• Окисление: C ⁺² → C ⁺⁴ + 2e^-
• Восстановление: 2Fe ⁺³ + 6e^- → 2Fe ⁰
• Умножим окисление на 3, чтобы электроны совпали: 3C ⁺² → 3C ⁺⁴ + 6e^-
• Уравнение реакции: \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \)

в) V₂O₅ + Al → Al₂O₃ + V

• Степени окисления: V ⁺⁵, O ^-2, Al ⁰ → Al ⁺³, O ^-2, V ⁰
• Окисление: 2Al ⁰ → 2Al ⁺³ + 6e^-
• Восстановление: V ⁺⁵ + 5e^- → V ⁰
• Умножим восстановление на 6, а окисление на 5 (наименьшее общее кратное 30):
• 5(2Al ⁰ → 2Al ⁺³ + 6e^-) = 10Al ⁰ → 10Al ⁺³ + 30e^-
• 6(V ⁺⁵ + 5e^- → V ⁰) = 6V ⁺⁵ + 30e^- → 6V ⁰
• Уравнение реакции: \( \text{V}_2\text{O}_5 + 5\text{Al} \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 + 5\text{V} \)

Ответ: а) \( \text{Cu}_2\text{O} + \text{C} \rightarrow 2\text{Cu} + \text{CO} \); б) \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \); в) \( \text{V}_2\text{O}_5 + 5\text{Al} \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 + 5\text{V} \).