Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно получить железо из пирита FeS2. Проставьте степени...

Для получения железа из пирита FeS2 необходимо пройти через несколько стадий. Сначала пирит FeS2 подвергается обжигу, в результате чего происходит следующая реакция:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

Здесь железо переходит из степени окисления +2 в +3, а сера из -1 в +4. Далее полученный оксид железа Fe2O3 восстанавливают в присутствии углерода:

2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2

В данной реакции железо восстанавливается из степени окисления +3 до 0, а углерод окисляется с 0 до +4. Переход электронов происходит при образовании и разрушении химических связей между атомами веществ.

Чтобы получить железо из пирита (FeS₂), необходимо провести несколько стадий химических реакций, поскольку пирит содержит железо в соединении с серой. Основные этапы включают обжиг пирита и восстановление полученного оксида железа. Вот как это можно сделать:

1. Обжиг пирита:

   В процессе обжига пирит (FeS₂) подвергается взаимодействию с кислородом воздуха, что приводит к образованию оксида железа (III) и диоксида серы. Уравнение реакции:

   [ 4 \text{FeS}_2 + 11 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Fe}_2\text{O}_3 + 8 \text{SO}_2 ]

   В этом уравнении пирит (FeS₂) окисляется до оксида железа (III) (Fe₂O₃), а сера окисляется до диоксида серы (SO₂).

   • В пирите Fe имеет степень окисления +2, а S – -1.
   • В оксиде железа (Fe₂O₃) Fe имеет степень окисления +3.
   • В диоксиде серы (SO₂) S имеет степень окисления +4.

   Переход электронов:

   • Железо: ( 4 \times (\text{Fe}^{+2} \rightarrow \text{Fe}^{+3} + 1e^-) )
   • Сера: ( 8 \times (\text{S}^{-1} \rightarrow \text{S}^{+4} + 5e^-) )

2. Восстановление оксида железа:

   Полученный оксид железа (III) Fe₂O₃ может быть восстановлен до металлического железа с использованием углерода (в виде кокса) или водорода. Рассмотрим восстановление углеродом:

   [ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{C} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO} ]

   • В оксиде железа (Fe₂O₃) Fe имеет степень окисления +3.
   • Металлическое железо имеет степень окисления 0.
   • Углерод в угарном газе (CO) имеет степень окисления +2.

   Переход электронов:

   • Железо: ( 2 \times (\text{Fe}^{+3} + 3e^- \rightarrow \text{Fe}^0) )
   • Углерод: ( 3 \times (\text{C}^0 \rightarrow \text{C}^{+2} + 2e^-) )

Таким образом, через эти реакции можно получить металлическое железо из пирита. Это включает окисление серы до SO₂ и восстановление Fe₂O₃ до Fe.