Номер 3, страница 39 - гдз по химии 10 класс тетрадь для практических работ Матулис, Матулис

Дано:

Метиловый спирт ($CH_3OH$), оксид меди(II) ($CuO$).
В результате реакции образуется соответствующий альдегид (формальдегид, $HCHO$).

Найти:

Уравнение реакции взаимодействия метилового спирта с $CuO$.
Степени окисления углерода и меди в исходных веществах и продуктах реакции.
Окислитель и восстановитель.

Решение:

Напишите уравнение реакции взаимодействия метилового спирта с CuO с образованием соответствующего альдегида.
При взаимодействии метилового спирта с оксидом меди(II) происходит окисление спирта до соответствующего альдегида (формальдегида), при этом оксид меди(II) восстанавливается до металлической меди. Также образуется вода.

Уравнение реакции:

$CH_3OH + CuO \xrightarrow{t} HCHO + Cu + H_2O$

Ответ:

$CH_3OH + CuO \xrightarrow{t} HCHO + Cu + H_2O$

Определите степени окисления углерода и меди в исходных веществах и продуктах реакции, укажите окислитель и восстановитель.
Определим степени окисления атомов углерода и меди в исходных веществах и продуктах реакции.

Исходные вещества:

• Метиловый спирт ($CH_3OH$):
  

  Степень окисления водорода H равна $+1$, кислорода O равна $-2$. Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна $0$.
  $x_{C} + 4 \times (+1) + 1 \times (-2) = 0$
  $x_{C} + 4 - 2 = 0$
  $x_{C} + 2 = 0 \Rightarrow x_{C} = -2$
  Таким образом, степень окисления углерода в $CH_3OH$ равна $-2$.

• Оксид меди(II) ($CuO$):
  

  Степень окисления кислорода O равна $-2$. Сумма степеней окисления всех атомов в соединении равна $0$.
  $x_{Cu} + 1 \times (-2) = 0$
  $x_{Cu} - 2 = 0 \Rightarrow x_{Cu} = +2$
  Таким образом, степень окисления меди в $CuO$ равна $+2$.

Продукты реакции:

• Формальдегид ($HCHO$):
  

  Степень окисления водорода H равна $+1$, кислорода O равна $-2$. Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна $0$.
  $x_{C} + 2 \times (+1) + 1 \times (-2) = 0$
  $x_{C} + 2 - 2 = 0 \Rightarrow x_{C} = 0$
  Таким образом, степень окисления углерода в $HCHO$ равна $0$.

• Медь ($Cu$):
  

  Медь находится в элементарном состоянии, поэтому ее степень окисления равна $0$.

Изменение степеней окисления:

• Углерод: из $-2$ (в $CH_3OH$) в $0$ (в $HCHO$). Степень окисления увеличилась (отдал 2 электрона): $C^{-2} - 2e^{-} \rightarrow C^{0}$. Процесс окисления.
• Медь: из $+2$ (в $CuO$) в $0$ (в $Cu$). Степень окисления уменьшилась (принял 2 электрона): $Cu^{+2} + 2e^{-} \rightarrow Cu^{0}$. Процесс восстановления.

Окислитель и восстановитель:

• Вещество, которое окисляется (степень окисления повышается), является восстановителем. В данном случае это метиловый спирт ($CH_3OH$).
• Вещество, которое восстанавливается (степень окисления понижается), является окислителем. В данном случае это оксид меди(II) ($CuO$).

Ответ:

Степени окисления:

В исходных веществах: углерод в $CH_3OH$ имеет степень окисления $-2$; медь в $CuO$ имеет степень окисления $+2$.
В продуктах реакции: углерод в $HCHO$ имеет степень окисления $0$; медь в $Cu$ имеет степень окисления $0$.
Окислитель: $CuO$.
Восстановитель: $CH_3OH$.