Номер 4, страница 117 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 32. Химические свойства углерода. Адсорбция. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 117.

Условие.

4. Составьте уравнения реакций, протекающих при нагревании угля:

1) с оксидом железа(III);

2) с оксидом олова(IV).

Покажите переход электронов и подчеркните одной чертой окислитель, а двумя — восстановитель.

Решение.

Решение 2.

Решение

1) с оксидом железа(III)

При нагревании уголь (углерод, $C$) вступает в окислительно-восстановительную реакцию с оксидом железа(III) ($Fe_2O_3$). Углерод является восстановителем, он забирает кислород у оксида, восстанавливая железо до металла. Сам углерод при этом окисляется до углекислого газа ($CO_2$).

Уравнение реакции с указанием степеней окисления элементов, которые их изменяют:

$3\stackrel{0}{C} + 2\stackrel{+3}{Fe}_2O_3 \xrightarrow{t^{\circ}} 4\stackrel{0}{Fe} + 3\stackrel{+4}{C}O_2$

Для определения коэффициентов в уравнении составим схему электронного баланса. Углерод отдает электроны (окисляется) и является восстановителем. Железо принимает электроны (восстанавливается) и является окислителем.

Переход электронов:

$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$

$Fe^{+3} + 3e^- \rightarrow Fe^0$

Находим наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (4 и 3), оно равно 12. Делим 12 на 4, получаем дополнительный множитель 3 для углерода. Делим 12 на 3, получаем дополнительный множитель 4 для железа. Эти множители и являются коэффициентами в уравнении.

Согласно условию, подчеркиваем окислитель ($Fe_2O_3$) одной чертой, а восстановитель ($C$) – двумя.

Ответ:Итоговое уравнение реакции: $3\underline{\underline{C}} + 2\underline{Fe_2O_3} \xrightarrow{t^{\circ}} 4Fe + 3CO_2$.Переход электронов показан в схеме электронного баланса:$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$ (углерод – восстановитель).$Fe^{+3} + 3e^- \rightarrow Fe^0$ (железо(III) – окислитель).

2) с оксидом олова(IV)

Аналогично реакции с оксидом железа, при нагревании уголь ($C$) восстанавливает олово из оксида олова(IV) ($SnO_2$). Углерод окисляется до углекислого газа ($CO_2$), а олово(IV) восстанавливается до металлического олова ($Sn$).

Уравнение реакции с указанием степеней окисления:

$\stackrel{0}{C} + \stackrel{+4}{Sn}O_2 \xrightarrow{t^{\circ}} \stackrel{0}{Sn} + \stackrel{+4}{C}O_2$

Составим схему электронного баланса. Углерод является восстановителем, а олово(IV) – окислителем.

Переход электронов:

$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$

$Sn^{+4} + 4e^- \rightarrow Sn^0$

Число отданных и принятых электронов равно 4, поэтому коэффициенты перед всеми веществами в уравнении реакции равны 1.

Подчеркиваем окислитель ($SnO_2$) одной чертой, а восстановитель ($C$) – двумя.

Ответ:Итоговое уравнение реакции: $\underline{\underline{C}} + \underline{SnO_2} \xrightarrow{t^{\circ}} Sn + CO_2$.Переход электронов показан в схеме электронного баланса:$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$ (углерод – восстановитель).$Sn^{+4} + 4e^- \rightarrow Sn^0$ (олово(IV) – окислитель).