Номер 4, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 23. Кремний. Глава 1. Неметаллы - номер 4, страница 112.

Условие.

4. Рассмотрите реакцию кремния с гидроксидом натрия как окислительно-восстановительную. Назовите окислитель и восстановитель.

Решение.

Решение 2.

Реакция кремния с водным раствором гидроксида натрия является окислительно-восстановительной. Запишем уравнение этой реакции:

$Si + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2 \uparrow$

Для того чтобы определить окислитель и восстановитель, расставим степени окисления для всех элементов, участвующих в реакции.

Степени окисления в реагентах:

• $Si$ (кремний) — простое вещество, степень окисления 0.
• $H_2O$ (вода): $H$ имеет степень окисления +1, $O$ — -2.
• $NaOH$ (гидроксид натрия): $Na$ имеет степень окисления +1, $O$ — -2, $H$ — +1.

Степени окисления в продуктах:

• $Na_2SiO_3$ (силикат натрия): $Na$ имеет степень окисления +1, $O$ — -2. Степень окисления кремния ($Si$) находим из условия электронейтральности молекулы: $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$.
• $H_2$ (водород) — простое вещество, степень окисления 0.

Запишем уравнение с указанием степеней окисления, которые изменились:

$\stackrel{0}{Si} + 2NaOH + \stackrel{+1}{H}_2O \rightarrow Na_2\stackrel{+4}{Si}O_3 + 2\stackrel{0}{H}_2$

Из уравнения видно, что:

• Кремний ($Si$) повысил свою степень окисления с 0 до +4. Процесс отдачи электронов называется окислением. Вещество, которое отдает электроны, является восстановителем.
• Водород ($H$) понизил свою степень окисления с +1 (в составе воды) до 0. Процесс принятия электронов называется восстановлением. Вещество, в составе которого находится элемент, принимающий электроны, является окислителем.

Составим электронный баланс, чтобы наглядно показать процессы окисления и восстановления:

$Si^0 - 4e^- \rightarrow Si^{+4}$ | 1 | процесс окисления, $Si$ — восстановитель

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 2 | процесс восстановления, $H_2O$ (за счет $H^{+1}$) — окислитель

Таким образом, в данной реакции кремний ($Si$) является восстановителем, а вода ($H_2O$) — окислителем.

Ответ: в реакции кремния с гидроксидом натрия окислителем является вода ($H_2O$), а восстановителем — кремний ($Si$).