Для решения этой задачи необходимо проанализировать реакцию, в которой фосфат кальция (Ca₃(PO₄)₂), оксид кремния (SiO₂) и углерод (C) реагируют для получения силикат кальция (CaSiO₃), фосфора (P) и угарного газа (CO).
Шаг 1: Запись реакции
Исходная реакция выглядит следующим образом:
[ \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + \text{SiO}_2 + \text{C} \rightarrow \text{CaSiO}_3 + \text{P} + \text{CO} ]
Шаг 2: Определение степеней окисления
Теперь определим степени окисления каждого элемента в реактантах и продуктах:
Ca₃(PO₄)₂:
- Кальций (Ca): +2
- Фосфор (P) в фосфатах: +5
- Кислород (O): -2
SiO₂:
- Кремний (Si): +4
- Кислород (O): -2
C (углерод):
- Углерод (C) в элементарном виде: 0
Продукты:
- CaSiO₃:
- Кальций (Ca): +2
- Кремний (Si): +4
- Кислород (O): -2
- P (фосфор): 0 (в элементарной форме)
- CO (угарный газ):
- Углерод (C): +2
- Кислород (O): -2
Шаг 3: Изменение степеней окисления
Теперь рассмотрим, как изменяются степени окисления углерода:
- В начале углерод имеет степень окисления 0 (в элементарной форме).
- В результате реакции образуется угарный газ (CO), где углерод имеет степень окисления +2.
Следовательно, углерод окисляется, так как его степень окисления увеличивается с 0 до +2.
Шаг 4: Подытожим
Таким образом, в процессе получения фосфора и силикатов из фосфата кальция, угля и оксида кремния, степень окисления углерода увеличивается (углерод окисляется), что связано с тем, что он переходит от 0 до +2 в форме CO.