Номер 10, страница 70 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Свойства восстановителя углерод проявляет в реакции, схема которой

1) $C + H_2 \to CH_4$

2) $Al + C \to Al_4C_3$

3) $CuO + C \to Cu + CO$

4) $Ca + C \to CaC_2$

Решение

Восстановитель в окислительно-восстановительной реакции — это вещество, которое отдает электроны, в результате чего его степень окисления повышается. Окислитель, напротив, принимает электроны, и его степень окисления понижается. Чтобы определить, в какой из реакций углерод является восстановителем, необходимо проанализировать изменение степеней окисления атомов углерода в каждой из предложенных схем.

1) C + H₂ → CH₄

Определим степени окисления элементов. В левой части уравнения углерод ($C$) и водород ($H_2$) являются простыми веществами, поэтому их степени окисления равны 0. В правой части, в молекуле метана ($CH_4$), водород, как менее электроотрицательный элемент по сравнению с углеродом, имеет степень окисления $+1$. Так как молекула электронейтральна, сумма степеней окисления всех атомов равна нулю. Степень окисления углерода (обозначим как $x$) можно найти из уравнения: $x + 4 \cdot (+1) = 0$, откуда $x = -4$.
Процесс изменения степени окисления углерода: $C^{0} \rightarrow C^{-4}$.
Степень окисления углерода понизилась, следовательно, углерод принял 4 электрона ($C^{0} + 4e^{-} \rightarrow C^{-4}$) и является окислителем.
Ответ: в данной реакции углерод является окислителем.

2) Al + C → Al₄C₃

В левой части алюминий ($Al$) и углерод ($C$) — простые вещества со степенями окисления 0. В правой части, в карбиде алюминия ($Al_4C_3$), алюминий, как металл III группы, имеет постоянную степень окисления $+3$. Степень окисления углерода ($x$) находим из условия электронейтральности молекулы: $4 \cdot (+3) + 3 \cdot x = 0$, откуда $12 + 3x = 0$, и $x = -4$.
Процесс изменения степени окисления углерода: $C^{0} \rightarrow C^{-4}$.
Степень окисления углерода понизилась, следовательно, углерод является окислителем.
Ответ: в данной реакции углерод является окислителем.

3) CuO + C → Cu + CO

В левой части, в оксиде меди(II) ($CuO$), кислород имеет степень окисления $-2$, значит, медь ($Cu$) имеет степень окисления $+2$. Углерод ($C$) — простое вещество со степенью окисления 0. В правой части медь ($Cu$) — простое вещество со степенью окисления 0. В угарном газе ($CO$) кислород имеет степень окисления $-2$, следовательно, углерод ($C$) имеет степень окисления $+2$.
Процесс изменения степени окисления углерода: $C^{0} \rightarrow C^{+2}$.
Степень окисления углерода повысилась, следовательно, углерод отдал 2 электрона ($C^{0} - 2e^{-} \rightarrow C^{+2}$) и является восстановителем.
Ответ: в данной реакции углерод является восстановителем.

4) Ca + C → CaC₂

В левой части кальций ($Ca$) и углерод ($C$) — простые вещества со степенями окисления 0. В правой части, в карбиде кальция ($CaC_2$), кальций, как щелочноземельный металл, имеет постоянную степень окисления $+2$. Степень окисления каждого атома углерода ($x$) находим из уравнения: $+2 + 2 \cdot x = 0$, откуда $2x = -2$, и $x = -1$.
Процесс изменения степени окисления углерода: $C^{0} \rightarrow C^{-1}$.
Степень окисления углерода понизилась, следовательно, углерод является окислителем.
Ответ: в данной реакции углерод является окислителем.

Таким образом, углерод проявляет свойства восстановителя только в реакции, схема которой представлена под номером 3.

Ответ: 3