Номер 650, страница 113 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

650. Какое вещество обычно выступает в качестве окислителя в большинстве процессов горения? Какую роль играет топливо? Приведите три примера реакций горения. Укажите в них окислитель и восстановитель.

В большинстве процессов горения, которые происходят в воздушной среде, в качестве окислителя обычно выступает кислород ($O_2$). Окислитель — это атом, ион или молекула, принимающие электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции. При этом степень окисления окислителя понижается.

Топливо (например, уголь, метан, древесина) в процессе горения играет роль восстановителя. Восстановитель — это вещество, которое отдает электроны, при этом его собственная степень окисления повышается. Горение является экзотермической реакцией, в которой восстановитель (топливо) окисляется, выделяя энергию в виде тепла и света.

Ниже приведены три примера реакций горения.

1. Горение угля (углерода)

Уравнение реакции горения углерода в избытке кислорода:

$C^0 + O_2^0 \to C^{+4}O_2^{-2}$

В этой реакции углерод ($C$) изменяет степень окисления с 0 до +4, отдавая электроны. Следовательно, углерод окисляется и является восстановителем. Кислород ($O_2$) изменяет степень окисления с 0 до -2, принимая электроны. Следовательно, кислород восстанавливается и является окислителем.

Ответ: восстановитель — $C$ (углерод), окислитель — $O_2$ (кислород).

2. Горение метана (основного компонента природного газа)

Уравнение реакции горения метана:

$C^{-4}H_4^{+1} + 2O_2^0 \to C^{+4}O_2^{-2} + 2H_2^{+1}O^{-2}$

В метане ($CH_4$) степень окисления углерода равна -4, а после реакции в диоксиде углерода ($CO_2$) она становится +4. Атом углерода окисляется, значит, метан является восстановителем. Кислород ($O_2$) имеет степень окисления 0, а в продуктах реакции ($CO_2$ и $H_2O$) — -2. Кислород восстанавливается, значит, является окислителем.

Ответ: восстановитель — $CH_4$ (метан), окислитель — $O_2$ (кислород).

3. Горение магния

Уравнение реакции горения металлического магния:

$2Mg^0 + O_2^0 \to 2Mg^{+2}O^{-2}$

Магний ($Mg$) как простое вещество имеет степень окисления 0. В оксиде магния ($MgO$) его степень окисления равна +2. Магний отдает электроны, окисляется и является восстановителем. Кислород ($O_2$) имеет степень окисления 0, а в оксиде магния ($MgO$) — -2. Кислород принимает электроны, восстанавливается и является окислителем.

Ответ: восстановитель — $Mg$ (магний), окислитель — $O_2$ (кислород).