Давайте рассмотрим реакции, протекающие при нагревании угля (углерода, C) с оксидами.
1) Реакция угля с оксидом железа (III) ((\text{Fe}_2\text{O}_3)):
При нагревании угля с оксидом железа (III) происходит восстановление железа, а углерод окисляется до углекислого газа. Уравнение реакции записывается следующим образом:
[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}
]
Процесс окисления и восстановления:
- Окислитель: (\text{Fe}_2\text{O}_3). Железо переходит из степени окисления +3 в 0.
- Восстановитель: (\text{C}). Углерод окисляется из 0 в +2 (в составе (\text{CO})).
Подчеркнём:
[
\underline{\text{Fe}_2\text{O}_3} + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + \underline{\underline{3\text{CO}}}
]
2) Реакция угля с оксидом свинца (IV) ((\text{PbO}_2)):
При нагревании угля с оксидом свинца (IV) происходит восстановление свинца, а углерод также окисляется до углекислого газа. Уравнение реакции выглядит так:
[
\text{PbO}_2 + \text{C} \rightarrow \text{Pb} + \text{CO}_2
]
Процесс окисления и восстановления:
- Окислитель: (\text{PbO}_2). Свинец переходит из степени окисления +4 в 0.
- Восстановитель: (\text{C}). Углерод окисляется из 0 в +4 (в составе (\text{CO}_2)).
Подчеркнём:
[
\underline{\text{PbO}_2} + \text{C} \rightarrow \text{Pb} + \underline{\underline{\text{CO}_2}}
]
Таким образом, в обеих реакциях уголь выступает в роли восстановителя, отдавая электроны и окисляясь, а оксиды металлов — в роли окислителей, принимая электроны и восстанавливаясь до чистых металлов.