Задача 1
Условие (кратко)
Напишите уравнения реакций углерода с оксидом меди(II), серой, оксидом свинца(IV) и магнием. Какие свойства проявляет углерод в каждой реакции?
Решение
С оксидом меди(II) углерод отдаёт электроны (\(\mathrm{\overset{0}{C} \rightarrow \overset{+4}{C}}\)) — восстановитель:
\[\mathrm{2CuO + C \xrightarrow{t} 2Cu + CO_2\uparrow}\]
С серой образуется сероуглерод; сера более электроотрицательна, углерод получает +4 — восстановитель:
\[\mathrm{C + 2S \xrightarrow{t} CS_2}\]
С оксидом свинца(IV) — восстановитель (\(\mathrm{\overset{+4}{Pb} \rightarrow \overset{0}{Pb}}\), \(\mathrm{\overset{0}{C} \rightarrow \overset{+4}{C}}\)):
\[\mathrm{PbO_2 + C \xrightarrow{t} Pb + CO_2\uparrow}\]
С магнием при нагревании образуется карбид; магний отдаёт электроны (\(\mathrm{\overset{0}{Mg} \rightarrow \overset{+2}{Mg}}\)), углерод их принимает (\(\mathrm{\overset{0}{C} \rightarrow \overset{-1}{C}}\) в \(\mathrm{MgC_2}\)) — окислитель:
\[\mathrm{Mg + 2C \xrightarrow{t} MgC_2}\]
Так же углерод ведёт себя с алюминием (пример учебника): \(\mathrm{4Al + 3C \xrightarrow{t} Al_4C_3}\).
Ответ
2CuO + C → 2Cu + CO₂, C + 2S → CS₂, PbO₂ + C → Pb + CO₂ — восстановитель; Mg + 2C → MgC₂ — окислитель
Почему так
С более электроотрицательными элементами и оксидами металлов углерод — восстановитель, с металлами — окислитель.
Подробнее — в теме «Элементы IVA-группы. Углерод».