Задание №4 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для определения степени окисления элемента в сложном веществе мы будем пользоваться правилом: сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю. Также вспомним, что у металлов главных подгрупп и некоторых неметаллов в соединениях степени окисления часто постоянны.

А) $Al_{4}C_{3}$ (карбид алюминия)
Алюминий — это металл III группы главной подгруппы, его степень окисления в соединениях всегда равна $+3$. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Составим уравнение:
$4 \cdot (+3) + 3 \cdot x = 0$
$12 + 3x = 0$
$3x = -12$
$x = -4$
Следовательно, степень окисления углерода в $Al_{4}C_{3}$ равна $-4$. Это соответствует варианту 1.

Б) $(NH_{4})_{2}CO_{3}$ (карбонат аммония)
Данное вещество состоит из ионов аммония $NH_{4}^{+}$ и карбонат-иона $CO_{3}^{2-}$. Чтобы найти степень окисления углерода, удобнее рассмотреть карбонат-ион отдельно. Сумма степеней окисления атомов в ионе равна его заряду, то есть $-2$.
Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления $-2$. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Составим уравнение для иона $CO_{3}^{2-}$:
$x + 3 \cdot (-2) = -2$
$x - 6 = -2$
$x = +4$
Следовательно, степень окисления углерода в $(NH_{4})_{2}CO_{3}$ равна $+4$. Это соответствует варианту 4.

В) $CCl_{4}$ (тетрахлорметан)
Хлор — это галоген, в соединениях с менее электроотрицательными элементами (такими как углерод) он проявляет степень окисления $-1$. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Составим уравнение:
$x + 4 \cdot (-1) = 0$
$x - 4 = 0$
$x = +4$
Следовательно, степень окисления углерода в $CCl_{4}$ равна $+4$. Это соответствует варианту 4.

Ответ: А — 1, Б — 4, В — 4.

Источник: ФИПИ