Номер 4, страница 114 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. Кремний проявляет окислительные свойства в реакции

1) $Si + O_2 = SiO_2$

2) $Si + 2Mg = Mg_2Si$

3) $Si + 2Cl_2 = SiCl_4$

4) $Si + 4HNO_3 = SiO_2 + 4NO_2 + 2H_2O$

Решение

Окислитель — это химическое соединение, атом или ион, который принимает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции. В процессе реакции окислитель восстанавливается, а его степень окисления понижается.

В данном задании необходимо определить, в какой из реакций кремний (Si) выступает в роли окислителя. В виде простого вещества кремний имеет степень окисления 0. Чтобы кремний проявил окислительные свойства, он должен принять электроны, и его степень окисления должна стать отрицательной. Проанализируем каждую реакцию.

1) $Si + O_2 = SiO_2$

В этой реакции кремний взаимодействует с кислородом. Степень окисления кремния в простом веществе ($Si$) равна 0. В продукте реакции, оксиде кремния(IV) ($SiO_2$), кислород имеет степень окисления -2. Пусть степень окисления кремния равна $x$. Тогда $x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$.Степень окисления кремния изменилась с $Si^0$ до $Si^{+4}$. Так как степень окисления повысилась, кремний отдал электроны и является восстановителем.

2) $Si + 2Mg = Mg_2Si$

В этой реакции кремний взаимодействует с магнием. Степень окисления кремния в простом веществе ($Si$) равна 0. Магний — щелочноземельный металл и в соединениях всегда проявляет степень окисления +2. В продукте реакции, силициде магния ($Mg_2Si$), пусть степень окисления кремния равна $y$. Тогда $2 \cdot (+2) + y = 0$, откуда $y = -4$.Степень окисления кремния изменилась с $Si^0$ до $Si^{-4}$. Так как степень окисления понизилась, кремний принял электроны и является окислителем.

3) $Si + 2Cl_2 = SiCl_4$

В этой реакции кремний взаимодействует с хлором. Степень окисления кремния ($Si$) равна 0. Хлор является более электроотрицательным элементом, чем кремний, поэтому в тетрахлориде кремния ($SiCl_4$) его степень окисления равна -1. Пусть степень окисления кремния равна $z$. Тогда $z + 4 \cdot (-1) = 0$, откуда $z = +4$.Степень окисления кремния изменилась с $Si^0$ до $Si^{+4}$. Так как степень окисления повысилась, кремний отдал электроны и является восстановителем.

4) $Si + 4HNO_3 = SiO_2 + 4NO_2 + 2H_2O$

В этой реакции кремний взаимодействует с концентрированной азотной кислотой. Степень окисления кремния ($Si$) равна 0. В продукте реакции, оксиде кремния(IV) ($SiO_2$), как мы уже определили в пункте 1, степень окисления кремния равна +4.Степень окисления кремния изменилась с $Si^0$ до $Si^{+4}$. Так как степень окисления повысилась, кремний отдал электроны и является восстановителем.

Таким образом, кремний проявляет окислительные свойства, то есть понижает свою степень окисления, только в реакции с магнием.

Ответ: 2