Номер 5, страница 189 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

5. Составьте два уравнения реакций, характеризующих восстановительные свойства кремния. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса. В каждой из реакций укажите окислитель.

Решение

Восстановительные свойства кремния проявляются в реакциях, где он отдает электроны, повышая свою степень окисления (как правило, с 0 до +4). Ниже приведены два уравнения реакций, характеризующих эти свойства.

1. Реакция с кислородом

При нагревании кремний ($Si$) взаимодействует с кислородом ($O_2$), образуя оксид кремния(IV) ($SiO_2$).

Схема реакции: $Si + O_2 \rightarrow SiO_2$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$Si^0 + O_2^0 \rightarrow Si^{+4}O_2^{-2}$

Составим электронный баланс:

$Si^0 - 4e^- \rightarrow Si^{+4}$ | 1 | процесс окисления, $Si$ — восстановитель
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 | процесс восстановления, $O_2$ — окислитель

Количество отданных и принятых электронов равно, поэтому дополнительные коэффициенты в уравнении не требуются. Уравнение сбалансировано.

В данной реакции окислителем является кислород ($O_2$).

Ответ: Уравнение реакции: $Si + O_2 = SiO_2$. Окислитель — $O_2$.

2. Реакция с фтором

Кремний ($Si$) реагирует с фтором ($F_2$), самым сильным неметаллом-окислителем, образуя фторид кремния(IV) ($SiF_4$).

Схема реакции: $Si + F_2 \rightarrow SiF_4$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$Si^0 + F_2^0 \rightarrow Si^{+4}F_4^{-1}$

Составим электронный баланс:

$Si^0 - 4e^- \rightarrow Si^{+4}$ | 1 | процесс окисления, $Si$ — восстановитель
$F_2^0 + 2e^- \rightarrow 2F^{-1}$ | 2 | процесс восстановления, $F_2$ — окислитель

Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, вторую полуреакцию (восстановление фтора) необходимо умножить на 2. Таким образом, перед $F_2$ в уравнении реакции ставится коэффициент 2.

Итоговое уравнение: $Si + 2F_2 = SiF_4$.

В данной реакции окислителем является фтор ($F_2$).

Ответ: Уравнение реакции: $Si + 2F_2 = SiF_4$. Окислитель — $F_2$.