Номер 10, страница 88 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

9. Углерод, кремний и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 10, страница 88.

Условие.

10. Какой из оксидов углерода используют в качестве восстановителя? Почему?

Решение.

Решение 2.

В качестве восстановителя используют оксид углерода(II), или угарный газ, химическая формула которого $CO$.

Почему?

Это обусловлено степенью окисления углерода в его оксидах. Углерод, как элемент 14-й (IVA) группы, имеет высшую положительную степень окисления +4. Способность вещества быть восстановителем определяется его возможностью отдавать электроны, то есть повышать свою степень окисления.

Рассмотрим два основных оксида углерода:

1. Оксид углерода(II), $CO$ (угарный газ): В этом соединении углерод имеет степень окисления +2 ($C^{+2}$). Это промежуточная, а не высшая степень окисления. Поэтому атом углерода в $CO$ может отдавать еще 2 электрона, переходя в более устойчивое состояние со степенью окисления +4. Вещество, отдающее электроны, является восстановителем. Это свойство $CO$ широко используется в промышленности, например, для восстановления металлов из их оксидов в доменных печах:
   $Fe_2O_3 + 3\stackrel{+2}{C}O \rightarrow 2Fe^0 + 3\stackrel{+4}{C}O_2$
   В данной реакции угарный газ ($CO$) восстанавливает железо, а сам окисляется до углекислого газа ($CO_2$).
2. Оксид углерода(IV), $CO_2$ (углекислый газ): Здесь углерод уже находится в своей высшей степени окисления +4 ($C^{+4}$). Он не может больше отдавать электроны и, следовательно, не может выступать в роли восстановителя. Наоборот, углекислый газ может принимать электроны, проявляя окислительные свойства (например, в реакции с активными металлами, такими как магний).

Таким образом, именно оксид углерода(II) является восстановителем благодаря тому, что атом углерода в нем находится не в высшей степени окисления и стремится ее достичь.

Ответ: В качестве восстановителя используют оксид углерода(II) ($CO$), так как в этом соединении углерод находится в промежуточной степени окисления +2 и может быть окислен до высшей степени окисления +4, отдавая при этом электроны.