Задание №4 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для определения степени окисления элемента в сложном веществе мы будем использовать правило: сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю, а в сложном ионе — его заряду. Также вспомним постоянные степени окисления: у кислорода она почти всегда $-2$, у водорода с неметаллами $+1$, у металлов главных подгрупп она равна номеру группы.

А) $Ca(HCO_{3})_{2}$ (гидрокарбонат кальция)
Данное вещество состоит из ионов кальция $Ca^{2+}$ и гидрокарбонат-ионов $HCO_{3}^{-}$. Рассмотрим ион $HCO_{3}^{-}$. Сумма степеней окисления атомов в нём должна быть равна $-1$.
Обозначим степень окисления углерода за $x$.
У водорода $+1$, у кислорода $-2$.
Составим уравнение: $(+1) + x + 3 \cdot (-2) = -1$
$1 + x - 6 = -1$
$x - 5 = -1$
$x = +4$.
Следовательно, степень окисления углерода равна $+4$. Это соответствует варианту 4.

Б) $Al_{4}C_{3}$ (карбид алюминия)
Алюминий — это металл III группы, его постоянная степень окисления в соединениях равна $+3$.
Обозначим степень окисления углерода за $x$.
Сумма степеней окисления в молекуле равна нулю:
$4 \cdot (+3) + 3 \cdot x = 0$
$12 + 3x = 0$
$3x = -12$
$x = -4$.
Следовательно, степень окисления углерода равна $-4$. Это соответствует варианту 2.

В) $CCl_{4}$ (тетрахлорметан)
Хлор — более электроотрицательный элемент, чем углерод. В соединениях с менее электроотрицательными элементами (неметаллами) хлор проявляет степень окисления $-1$.
Обозначим степень окисления углерода за $x$.
Сумма степеней окисления равна нулю:
$x + 4 \cdot (-1) = 0$
$x - 4 = 0$
$x = +4$.
Следовательно, степень окисления углерода равна $+4$. Это соответствует варианту 4.

Ответ: А — 4, Б — 2, В — 4.

Источник: ФИПИ