Задание №19 — Теоретические основы химии

Решение.

Для того чтобы определить роль углерода в химической реакции, необходимо рассчитать его степени окисления в реагентах и продуктах. Если степень окисления повышается — элемент является восстановителем, если понижается — окислителем. Если степень окисления не меняется — реакция не является для этого элемента окислительно-восстановительной.

А) Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑
В карбонате натрия (Na₂CO₃) углерод находится в составе карбонат-иона CO₃²⁻. Кислород имеет степень окисления −2, натрий +1. Степень окисления углерода: +1 * 2 + x + (−2) * 3 = 0, откуда x = +4.
В углекислом газе (CO₂) степень окисления углерода также равна +4 (так как у кислорода −2, а молекула нейтральна: x + (−2) * 2 = 0).
Степень окисления углерода не изменилась (+4 → +4). Следовательно, углерод не проявляет окислительно-восстановительных свойств.
Соответствие: А → 4.

Б) C + 2H₂SO₄(конц.) → CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O
Углерод в левой части уравнения — простое вещество, его степень окисления равна 0.
В правой части уравнения углерод входит в состав CO₂, где его степень окисления равна +4.
Углерод повышает свою степень окисления (C⁰ − 4e⁻ → C⁺⁴), значит, он отдает электроны и является восстановителем.
Соответствие: Б → 2.

В) CO + NaOH → (t°, p) HCOONa
В угарном газе (CO) кислород имеет степень окисления −2, следовательно, степень окисления углерода равна +2.
В формиате натрия (HCOONa) определим степень окисления углерода: натрий +1, водород +1, два атома кислорода по −2. Сумма степеней окисления: (+1) + (+1) + x + (−2) * 2 = 0, откуда 2 + x − 4 = 0, x = +2.
Степень окисления углерода осталась прежней (+2 → +2). Это реакция соединения, которая в данном случае протекает без изменения степеней окисления элементов. Углерод не проявляет окислительно-восстановительных свойств.
Соответствие: В → 4.

Ответ: А → 4, Б → 2, В → 4.

Источник: ФИПИ