Fe3O4 + CO = Сделать ОВР

Для того чтобы сделать полное оформление окислительно-восстановительной реакции (ОВР) между оксидом железа(II,III) — Fe₃O₄ и угарным газом CO, нужно пройти через несколько этапов:

1. Записать уравнение реакции

Fe₃O₄ + CO → Fe + CO₂

Здесь угарный газ (CO) восстанавливает оксид железа до металлического железа, при этом сам окисляется до CO₂.

2. Определить степени окисления

Разберём степени окисления для всех элементов:

• Fe₃O₄ — это смешанный оксид, содержащий и Fe²⁺, и Fe³⁺. Его можно представить как FeO·Fe₂O₃. Значит, в нем:

  • Один атом Fe имеет степень окисления +2

  • Два атома Fe имеют степень окисления +3

• CO (угарный газ): C имеет степень окисления +2

• CO₂: C имеет степень окисления +4

• Fe (в продуктах): степень окисления 0

3. Выделить окисление и восстановление

Восстановление:
Fe³⁺ (+3) → Fe⁰ (0)
Fe²⁺ (+2) → Fe⁰ (0)

Окисление:
C⁺² → C⁺⁴

4. Составить полуреакции

Восстановление:

• Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe⁰

• Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe⁰

У нас в одной молекуле Fe₃O₄ — 2 атома Fe³⁺ и 1 атом Fe²⁺, значит:

2Fe³⁺ + Fe²⁺ + (2×3 + 2)e⁻ → 3Fe⁰
=> 2Fe³⁺ + Fe²⁺ + 8e⁻ → 3Fe

Окисление:

C⁺² – 2e⁻ → C⁺⁴

5. Сравнять число электронов

Для компенсации 8 электронов из восстановления, нужно взять 4 атома CO, каждый отдаёт 2 электрона:

4C⁺² – 8e⁻ → 4C⁺⁴
Или:
4CO → 4CO₂ + 8e⁻

6. Составить полное ОВР-уравнение

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂

7. Проверить баланс элементов и зарядов

• Fe: 3 слева (в Fe₃O₄) = 3 справа (в 3Fe)

• C: 4 в CO = 4 в CO₂

• O: 4 из CO и 4 из Fe₃O₄ дают нужное количество кислорода в продуктах

Баланс соблюдён. Реакция оформлена как ОВР.

Ответ:
Окислительно-восстановительная реакция между Fe₃O₄ и CO:

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂

Окисление:
C⁺² → C⁺⁴ (углерод в CO отдает 2 электрона)

Восстановление:
2Fe³⁺ + Fe²⁺ + 8e⁻ → 3Fe⁰ (железо восстанавливается до металла)

Это типичная реакция восстановления оксидов металлов угарным газом при высоких температурах, используемая в металлургии.