Номер 2, страница 227 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Напишите уравнения реакций с участием углерода, которые характеризуют отдельно его восстановительные и окислительные свойства. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы для них.

Углерод ($C$) как простое вещество имеет степень окисления 0. В окислительно-восстановительных реакциях он может как отдавать электроны (повышая степень окисления), так и принимать их (понижая степень окисления). Таким образом, углерод проявляет двойственные окислительно-восстановительные свойства.

Восстановительные свойства

Углерод проявляет восстановительные свойства, взаимодействуя с веществами, которые являются более сильными окислителями, например, с кислородом, оксидами металлов, некоторыми кислотами. В этих реакциях углерод отдает электроны, и его степень окисления повышается до +2 или +4.

Примером может служить реакция восстановления меди из оксида меди(II) при нагревании:

$C + 2CuO \xrightarrow{t} CO_2 + 2Cu$

Рассмотрим окислительно-восстановительные процессы, указав степени окисления элементов:

$C^0 + 2Cu^{+2}O^{-2} \xrightarrow{t} C^{+4}O_2^{-2} + 2Cu^0$

Составим электронный баланс:

$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$ | 1 | процесс окисления, C - восстановитель
$Cu^{+2} + 2e^- \rightarrow Cu^0$ | 2 | процесс восстановления, CuO - окислитель

Ответ: Уравнение реакции, характеризующее восстановительные свойства углерода: $C + 2CuO \xrightarrow{t} CO_2 + 2Cu$.

Окислительные свойства

Углерод проявляет окислительные свойства, взаимодействуя с веществами, которые являются более сильными восстановителями, например, с активными металлами или водородом. В этих реакциях углерод принимает электроны, и его степень окисления понижается (чаще всего до -4).

Примером может служить реакция с алюминием при сильном нагревании с образованием карбида алюминия:

$3C + 4Al \xrightarrow{t} Al_4C_3$

Рассмотрим окислительно-восстановительные процессы, указав степени окисления элементов:

$3C^0 + 4Al^0 \xrightarrow{t} Al_4^{+3}C_3^{-4}$

Составим электронный баланс:

$C^0 + 4e^- \rightarrow C^{-4}$ | 3 | процесс восстановления, C - окислитель
$Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{+3}$ | 4 | процесс окисления, Al - восстановитель

Ответ: Уравнение реакции, характеризующее окислительные свойства углерода: $3C + 4Al \xrightarrow{t} Al_4C_3$.