Номер 4, страница 119 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. Окислительные свойства кремний проявляет в реакции, уравнение которой

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

2) $Si + 2Ca = Ca_2Si$

3) $Si + O_2 = SiO_2$

4) $Si + C = SiC$

Решение

Окислитель — это вещество, которое в ходе химической реакции принимает электроны, в результате чего его степень окисления понижается. Чтобы определить, в какой из реакций кремний является окислителем, необходимо проанализировать изменение его степени окисления. В исходном состоянии кремний ($Si$) — простое вещество, его степень окисления равна 0. Кремний будет проявлять окислительные свойства, если его степень окисления в продуктах реакции станет ниже 0, то есть отрицательной.

В данной реакции кремний ($Si^0$) реагирует с азотной кислотой, образуя оксид кремния(IV) ($SiO_2$). Степень окисления кислорода в оксидах, как правило, равна -2. Пусть степень окисления кремния в $SiO_2$ равна $x$. Тогда уравнение электронейтральности молекулы: $x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$. Степень окисления кремния изменилась с 0 до +4 ($Si^0 \rightarrow Si^{+4}$). Так как степень окисления повысилась, кремний отдал электроны и является восстановителем.
Ответ: в данной реакции кремний является восстановителем.

В этой реакции кремний ($Si^0$) реагирует с кальцием ($Ca$), образуя силицид кальция ($Ca_2Si$). Кальций — это щелочноземельный металл, и в соединениях его степень окисления постоянна и равна +2. Пусть степень окисления кремния в $Ca_2Si$ равна $x$. Тогда уравнение электронейтральности: $2 \cdot (+2) + x = 0$, откуда $x = -4$. Степень окисления кремния изменилась с 0 до -4 ($Si^0 \rightarrow Si^{-4}$). Так как степень окисления понизилась, кремний принял электроны и является окислителем.
Ответ: в данной реакции кремний является окислителем.

В реакции горения кремния ($Si^0$) в кислороде образуется оксид кремния(IV) ($SiO_2$). Как и в первом пункте, степень окисления кремния в продукте реакции равна +4. Степень окисления кремния повысилась с 0 до +4 ($Si^0 \rightarrow Si^{+4}$). Кремний отдал электроны и является восстановителем.
Ответ: в данной реакции кремний является восстановителем.

При взаимодействии кремния ($Si^0$) с углеродом ($C$) образуется карбид кремния ($SiC$). Электроотрицательность углерода (2,55 по Полингу) выше, чем у кремния (1,90 по Полингу). Поэтому в данном соединении углерод будет иметь отрицательную степень окисления (-4), а кремний — положительную (+4). Степень окисления кремния повысилась с 0 до +4 ($Si^0 \rightarrow Si^{+4}$). Кремний отдал электроны и является восстановителем.
Ответ: в данной реакции кремний является восстановителем.

Таким образом, единственная реакция, в которой кремний понижает свою степень окисления и проявляет окислительные свойства, — это реакция с кальцием.

Ответ: 2