高校化学水が存在していなさそう条件下で、半反応式を作る時に、水を式に書いてもいいですか？

Question

コークス製鉄法について勉強しているのですが、一酸化炭素から二酸化炭素への半反応式を
CO+H2O　→　CO2+2H^+  +2e^-　
と自分なりに書いてみました。溶鉱炉に水が存在していない気がするのですが、この半反応式で合っていると思いますか？
そして、水が存在していなさそう条件下で、半反応式を作る時に、水を式に加えても良いと思いますか？
ご回答宜しくお願いします！

むらさめ · Accepted Answer

金属工学では半反応式という記述は用いません。
仰るように高炉(溶鉱炉のこと)の中は最高温度が2000℃以上に達する高温の世界です。
水が存在することは出来ませんね。

高炉では
コークス(炭素)燃焼することにより一酸化炭素が生じ、この一酸化炭素が鉄鉱石Fe2O3を還元して、銑鉄を作ります。
2C　+　O2　→　2CO
C　+　O2　→　CO2　　これが更に　CO2　+　C　→　CO　となることもあります。
一応基本はCOによる還元反応が主ですが、Cが鉄鉱石を直接還元する場合もあります。

鉄鉱石は一応Fe2O3ですが、高炉上部からコークスと石灰石鉄鉱石のペレットが投入され
Fe2O3　+　3CO　→　Fe　+　3CO2
と還元される訳ですが、これは高炉の上部の投入口と出銑口での状態を模擬的な化学式で示しただけで、反応すべてを表しているわけではないです。
鉄鉱石は高炉内で対流落下を繰り返しながら、
Fe2O3　→　Fe3O4　→　FeO　→　Fe　と段階的に還元されていきます。

前にも同様な半反応式が知りたいという質問があって答えた記憶があるのですが、
今の高校は、鉄の精錬反応についてヘンテコな教え方をしているような感じがします。
高校で普通に教える?酸化還元反応の半反応式という考え方はしません。

Zincer · Answer

『「一酸化炭素は2価の還元剤である」ということを酸化還元反応を作る前段階での半反応式で表したい！』
を無理やり作ってみましょう！
CO+O2^-　→　CO2 +　2e^-　
となります。通常「O2^-」は存在しませんから、「存在するそれらしいイオンや分子」を用いてその供給源としているわけです。
水溶液中では水分子が大量に存在していますので、質問者さんのような式が作成されるわけです。
しかしここでは、水分子が豊富に存在していませんから、別の供給源を考えなければなりません。
では何が供給源として「それらしい」でしょうか？
一番多く存在するのは「鉄の酸化物」です。
一例として「FeO」を使ってみましょう。
CO+FeO　→　CO2 +　Fe2^+ ＋　2e^-
なんて、へんてこな式が完成しますが、これで納得していただけますか？

doc_somday · Answer

＞水が存在していなさそう条件下で、半反応式を作る時
水素は介在しなくても良いのです。炭素、酸素、電子だけで半反応を作ります。じっさいにもそれで進んでいます。

高校化学 水が存在していなさそう条件下で、半反応式を作る時に、水を式に書いてもいいですか？

金属工学では半反応式という記述は用いません。

『「一酸化炭素は2価の還元剤である」ということを酸化還元反応を作る前段階での半反応式で表したい！』

＞水が存在していなさそう条件下で、半反応式を作る時

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