Номер 5, страница 98 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Углерод проявляет восстановительные свойства в реакции, уравнение которой

1) $2H_2 + C = CH_4$

2) $Ca + 2C = CaC_2$

3) $C + Si = SiC$

4) $C + 4HNO_3 = CO_2 + 2H_2O + 4NO_2$

Восстановитель — это химическое соединение, атом или ион, который в ходе окислительно-восстановительной реакции отдает электроны, при этом его степень окисления повышается. Чтобы определить, в какой из представленных реакций углерод является восстановителем, необходимо проанализировать изменение его степени окисления в каждом из уравнений. Степень окисления углерода в виде простого вещества ($C$) равна 0.

1) $2H_2 + C = CH_4$

В этой реакции углерод ($C$) со степенью окисления 0 переходит в метан ($CH_4$). В соединениях с неметаллами водород обычно проявляет степень окисления +1. Чтобы молекула была электронейтральной, степень окисления углерода должна быть -4. Процесс изменения степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{-4}$. Степень окисления углерода понизилась, значит, он принял электроны и является окислителем.
Ответ: углерод является окислителем.

2) $Ca + 2C = CaC_2$

Здесь углерод ($C$, степень окисления 0) реагирует с кальцием, образуя карбид кальция ($CaC_2$). Кальций, как металл второй группы, имеет в соединениях постоянную степень окисления +2. Следовательно, на два атома углерода в ионе $C_2^{2-}$ приходится заряд -2, и степень окисления каждого атома углерода равна -1. Процесс изменения степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{-1}$. Степень окисления углерода понизилась, он принял электроны и является окислителем.
Ответ: углерод является окислителем.

3) $C + Si = SiC$

Углерод ($C$, степень окисления 0) вступает в реакцию с кремнием ($Si$), образуя карбид кремния ($SiC$). Углерод более электроотрицателен, чем кремний, поэтому он принимает электроны. В карбиде кремния степень окисления углерода -4, а кремния +4. Процесс изменения степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{-4}$. Степень окисления углерода понизилась, следовательно, он является окислителем.
Ответ: углерод является окислителем.

4) $C + 4HNO_3 = CO_2 + 2H_2O + 4NO_2$

В реакции с азотной кислотой ($HNO_3$) углерод ($C$, степень окисления 0) окисляется до диоксида углерода ($CO_2$). В $CO_2$ кислород имеет степень окисления -2, поэтому степень окисления углерода равна +4. Процесс изменения степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{+4}$. Степень окисления углерода повысилась, значит, он отдал электроны и является восстановителем. Окислителем в этой реакции выступает азот ($N^{+5}$ в $HNO_3$), который восстанавливается до $N^{+4}$ в $NO_2$.
Ответ: углерод является восстановителем.