Номер 5, страница 130 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Процесс окисления углерода отражает схема

1) $C \to CH_4$

2) $C \to CO_2$

3) $CO_2 \to CO$

4) $C \to Al_4C_3$

Решение

Процесс окисления — это химический процесс, в ходе которого атом, ион или молекула теряет электроны, что приводит к увеличению его степени окисления. Чтобы определить, какая из схем отражает окисление углерода, необходимо рассчитать изменение степени окисления атома углерода в каждом из предложенных превращений.

Степень окисления углерода в виде простого вещества (C) равна $0$.

1) C → CH₄
В данной схеме углерод ($C$) переходит в метан ($CH_4$). Степень окисления углерода в $C$ равна $0$. В молекуле метана ($CH_4$) водород имеет степень окисления $+1$. Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Тогда $x + 4 \cdot (+1) = 0$, откуда $x = -4$. Степень окисления углерода изменилась с $0$ на $-4$. Это процесс восстановления, так как степень окисления понизилась.

2) C → CO₂
В данной схеме углерод ($C$) переходит в диоксид углерода ($CO_2$). Степень окисления углерода в $C$ равна $0$. В молекуле диоксида углерода ($CO_2$) кислород имеет степень окисления $-2$. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Тогда $x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$. Степень окисления углерода изменилась с $0$ на $+4$. Это процесс окисления, так как степень окисления повысилась.

3) CO₂ → CO
В данной схеме диоксид углерода ($CO_2$) переходит в оксид углерода(II) ($CO$). Как мы выяснили ранее, степень окисления углерода в $CO_2$ равна $+4$. В молекуле $CO$ кислород имеет степень окисления $-2$. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Тогда $x + (-2) = 0$, откуда $x = +2$. Степень окисления углерода изменилась с $+4$ на $+2$. Это процесс восстановления, так как степень окисления понизилась.

4) C → Al₄C₃
В данной схеме углерод ($C$) переходит в карбид алюминия ($Al_4C_3$). Степень окисления углерода в $C$ равна $0$. В соединении $Al_4C_3$ алюминий, как металл III группы, имеет постоянную степень окисления $+3$. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Тогда $4 \cdot (+3) + 3 \cdot x = 0$, откуда $12 + 3x = 0$, и $x = -4$. Степень окисления углерода изменилась с $0$ на $-4$. Это процесс восстановления, так как степень окисления понизилась.

Таким образом, единственная схема, в которой степень окисления углерода увеличивается, то есть происходит его окисление, это $C \rightarrow CO_2$.

Ответ: 2