Номер 11, страница 177 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Медь из её оксида способны восстанавливать

1) оксид углерода$ \text{(IV)} $

2) аммиак

3) сера

4) соляная кислота

5) водород

Для решения этой задачи необходимо определить, какие из предложенных веществ могут выступать в качестве восстановителя по отношению к оксиду меди. Оксиды меди (чаще всего рассматривается оксид меди(II), $CuO$) могут быть восстановлены до металлической меди веществами, которые способны отнимать у них кислород, при этом сами окисляясь. Рассмотрим каждый вариант.

1) оксид углерода(IV)

Оксид углерода(IV), или углекислый газ ($CO_2$), является соединением, в котором углерод находится в своей высшей степени окисления +4. Это означает, что атом углерода уже отдал все возможные валентные электроны и не может быть окислен дальше. Следовательно, оксид углерода(IV) не может проявлять восстановительные свойства. Наоборот, он сам является продуктом окисления таких восстановителей, как уголь ($C$) или угарный газ ($CO$), которые как раз используются для восстановления меди из ее оксида. Реакция между оксидом меди(II) и диоксидом углерода не протекает.

Ответ: Не способен.

2) аммиак

В молекуле аммиака ($NH_3$) азот имеет свою низшую степень окисления, равную -3. Это позволяет аммиаку выступать в роли сильного восстановителя. При нагревании аммиак способен восстанавливать многие оксиды металлов, включая оксид меди(II), до свободного металла. В ходе реакции азот окисляется, как правило, до молекулярного азота ($N_2$) со степенью окисления 0.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$3CuO + 2NH_3 \xrightarrow{t} 3Cu + N_2 \uparrow + 3H_2O$

В этой окислительно-восстановительной реакции медь восстанавливается из степени окисления +2 до 0, а азот окисляется из -3 до 0.

Ответ: Способен.

3) сера

Сера ($S$) как простое вещество имеет степень окисления 0. Она может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. В реакциях с более электроотрицательными элементами, такими как кислород, сера выступает в роли восстановителя, окисляясь до степеней окисления +4 (в $SO_2$) или +6 (в $SO_3$). Сера способна восстанавливать медь из ее оксида при нагревании.

Возможное уравнение реакции:

$2CuO + S \xrightarrow{t} 2Cu + SO_2 \uparrow$

В данной реакции медь восстанавливается ($Cu^{+2} \rightarrow Cu^0$), а сера окисляется ($S^0 \rightarrow S^{+4}$). Следовательно, сера может восстанавливать медь из оксида.

Ответ: Способна.

4) соляная кислота

Соляная кислота ($HCl$) является типичной кислотой-неокислителем. Оксид меди(II) ($CuO$) — это основный оксид. При их взаимодействии происходит реакция ионного обмена (нейтрализации), а не окислительно-восстановительная реакция. В результате образуются соль (хлорид меди(II)) и вода. Степень окисления меди при этом не изменяется.

Уравнение реакции:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

Медь как до, так и после реакции имеет степень окисления +2. Восстановления до металлической меди не происходит.

Ответ: Не способна.

5) водород

Водород ($H_2$) — один из самых известных и широко применяемых восстановителей в химии и металлургии. В виде простого вещества водород имеет степень окисления 0 и легко окисляется до +1. При пропускании водорода над нагретым оксидом меди(II) происходит его восстановление до металлической меди (красно-розового цвета), а водород окисляется до воды. Этот процесс называется водородотермией.

Уравнение реакции:

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

Медь восстанавливается со степени окисления +2 до 0, а водород окисляется с 0 до +1.

Ответ: Способен.

Таким образом, медь из её оксида способны восстанавливать аммиак, сера и водород. Правильные ответы: 2, 3, 5.