Страница 89 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Химические свойства углерода.

1) __________ свойства

а) Реагирует с кислородом при нагревании:

$C + O_2 = \text{______}$

$\boxed{ } \stackrel{\uparrow}{\bar{e}}$

б) Реагирует с оксидами металлов при нагревании:

$C + CuO \rightarrow \text{______} + Cu$

$\boxed{ } \stackrel{\uparrow}{\bar{e}}$

в) Реагирует с сильными окислителями:

$C + H_2SO_4(\text{конц.}) = \text{______} + \text{______} + \text{______}$

Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.

2) __________ свойства

а) Реагирует с металлами с образованием __________ :

$C + Al = \text{______}$

$\boxed{ } \stackrel{\uparrow}{\bar{e}}$

б) Реагирует с неметаллами, имеющими меньшее значение электроотрицательности:

$C + Si = \text{______}$

$\boxed{ } \stackrel{\uparrow}{\bar{e}}$

в) Реагирует с водородом с образованием __________ :

$C + H_2 = \text{______}$

$\boxed{ } \stackrel{\uparrow}{\bar{e}}$

В пустые клетки в заголовке пункта 1 следует вписать слово "Восстановительные".

1) Восстановительные свойства

а) Реагирует с кислородом при нагревании:
При сжигании углерода в избытке кислорода образуется оксид углерода(IV), или углекислый газ.
$ C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2 $
В ходе реакции атом углерода повышает степень окисления с 0 до +4, отдавая 4 электрона ($ C^0 - 4\bar{e} \rightarrow C^{+4} $). Углерод выступает в роли восстановителя.
Ответ: $ C + O_2 = CO_2 $.

б) Реагирует с оксидами металлов при нагревании:
Углерод способен восстанавливать многие металлы из их оксидов. В реакции с оксидом меди(II), исходя из заданной стехиометрии 1:1, образуется угарный газ и свободная медь.
$ C + CuO \xrightarrow{t} CO + Cu $
Атом углерода повышает степень окисления с 0 до +2, отдавая 2 электрона ($ C^0 - 2\bar{e} \rightarrow C^{+2} $).
Ответ: $ C + CuO \rightarrow CO + Cu $.

в) Реагирует с сильными окислителями:
Концентрированная серная кислота окисляет углерод до высшей степени окисления +4 (в $CO_2$), сама при этом восстанавливаясь до оксида серы(IV) ($SO_2$).
Уравнение реакции:
$ C + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \xrightarrow{t} CO_2 \uparrow + 2SO_2 \uparrow + 2H_2O $
Электронный баланс:
$ C^0 - 4\bar{e} \rightarrow C^{+4} \quad | 1 | $ восстановитель, процесс окисления
$ S^{+6} + 2\bar{e} \rightarrow S^{+4} \quad | 2 | $ окислитель, процесс восстановления
Углерод ($C$) является восстановителем, он окисляется.
Серная кислота ($H_2SO_4$) за счет серы ($S^{+6}$) является окислителем, она восстанавливается.
Ответ: Продукты реакции: $CO_2$, $SO_2$, $H_2O$. Уравнение: $C + 2H_2SO_4 = CO_2 + 2SO_2 + 2H_2O$. Восстановитель - $C$, окислитель - $H_2SO_4$.

В пустые клетки в заголовке пункта 2 следует вписать слово "Окислительные".

2) Окислительные свойства

а) Реагирует с металлами с образованием карбидов:
В пустые клетки в описании следует вписать слово "карбидов". Углерод реагирует с более электроположительными элементами (металлами), проявляя окислительные свойства. С алюминием образуется карбид алюминия.
$ 4Al + 3C \xrightarrow{t} Al_4C_3 $
В этой реакции атом углерода принимает 4 электрона, понижая степень окисления с 0 до -4 ($ C^0 + 4\bar{e} \rightarrow C^{-4} $).
Ответ: $ 4Al + 3C = Al_4C_3 $.

б) Реагирует с неметаллами, имеющими меньшее значение электроотрицательности:
При взаимодействии с менее электроотрицательными неметаллами, такими как кремний, углерод также выступает в роли окислителя. Продуктом является карбид кремния (карборунд).
$ C + Si \xrightarrow{t} SiC $
Атом углерода принимает 4 электрона, так как его электроотрицательность выше, чем у кремния. Степень окисления углерода становится -4 ($ C^0 + 4\bar{e} \rightarrow C^{-4} $).
Ответ: $ C + Si = SiC $.

в) Реагирует с водородом с образованием метана:
В пустые клетки в описании следует вписать слово "метана". При определенных условиях (температура, давление, катализатор) углерод реагирует с водородом.
$ C + 2H_2 \xrightarrow{t, p, кат.} CH_4 $
Так как углерод более электроотрицателен, чем водород, он принимает 4 электрона, и его степень окисления становится -4 ($ C^0 + 4\bar{e} \rightarrow C^{-4} $).
Ответ: $ C + 2H_2 = CH_4 $.