V.3. Obținerea Metalelor prin Reacții de Substituție. Aluminotermia

Rezolvare: Pasul 1: Identificarea substanțelor din prima reacție chimică Reacția dată este descompunerea termică a carbonatului de fier(II), \( \text{FeCO}_3 \): \[ \text{FeCO}_3 \rightarrow \text{b} + \text{c}\uparrow \] Prin descompunerea termică a unui carbonat metalic se formează oxidul metalului corespunzător și se degajă dioxid de carbon gazos: \[ \text{FeCO}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{FeO} + \text{CO}_2\uparrow \] Prin urmare, substanțele sunt: - \( \text{b} = \text{FeO} \) (oxid de fier(II)) - \( \text{c} = \text{CO}_2 \) (dioxid de carbon) Pasul 2: Identificarea substanțelor din a doua reacție chimică A doua reacție reprezintă reducerea oxidului obținut pentru a obține fierul metalic: \[ \text{b} + \text{d} \rightarrow \text{e} + \text{c}\uparrow \] Înlocuind \( \text{b} \) și \( \text{c} \): \[ \text{FeO} + \text{d} \rightarrow \text{e} + \text{CO}_2\uparrow \] Scopul procesului este obținerea fierului (\( \text{Fe} \)), deci: - \( \text{e} = \text{Fe} \) (fier) Pentru ca din reacție să rezulte dioxid de carbon (\( \text{CO}_2 \)), agentul de reducere \( \text{d} \) poate fi: - Monoxidul de carbon (\( \text{CO} \)): \[ \text{FeO} + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2\uparrow \] (astfel \( \text{d} = \text{CO} \), ecuația fiind direct egalată) Alternativ, reducerea se poate realiza cu carbon (\( \text{C} \)), obținându-se: \[ 2\text{FeO} + \text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + \text{CO}_2\uparrow \] (în acest caz \( \text{d} = \text{C} \)) Varianta clasică de reducere în furnal implică monoxidul de carbon (\( \text{CO} \)). Pasul 3: Scrierea ecuațiilor chimice c…