Als erstes berechnet man aus den Angaben des entstehenden Wassers und Kohlenstoffdioxids, wie viele Wasserstoffatome und wie viele Kohlenstoffatome der Kohlenwasserstoff enthält.

Zuerst zum Wasserstoff:
Die Stoffmenge des entstehenden Wassers berechnet man mit der Formel:

n=m/M

n: Stoffmenge
m: Masse
M: Molare Masse

Wasser hat eine molare Masse (M) von 18g/mol. Wenn man nun diese und die Masse des entstehenden Wassers in die Formel einsetzt ergibt das:

n=9g/ (18g/mol)= 0,5 mol

Da ein Wassermolekül (H2O) aus 2 Wasserstoffatomen besteht, enthält der Kohlenwasserstoff also 0,5mol*2= 1mol Wasserstoffatome.

Nun zum Kohlenstoffgehalt:

Es entstehen11,2l Kohlenstoffdioxid. Ein Mol Gas hat ein Volumen von 22,4l. Die Stoffmenge des Kohlenstoffdioxids berechnet man mit der Formel:

n=Vm/V

n: Stoffmenge
Vm: Molares Volumen (=22,4l/mol) (Gilt aber nur für Gase)
V= Volumen

Mit den eingesetzten Werten ergibt sich daraus:

n=11,2l/(22,4l/mol)=0,5mol

Da ein Kohlenstoffdioxid-Molekül (CO2) ein Kohlenstoffatom enthält, enthielt der Kohlenwasserstoff also 0,5mol*1= 0,5mol Kohlenstoff.

Damit ergibt sich ein Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff von:

0,5 zu 1 oder
1 zu 2

Also war der verbrannte Kohlenwasserstoff ein Molekül mit der Formel:

CnH2n wobei n eine beliebige ganze, positive Zahl (also 1,2,3,4,5 usw.) sein kann.

Da bekannt ist, welches Volumen der Kohlenwasserstoff vor der Verbrennung hatte, kann man berechnen, wie sich die Anzahl an gasförmigen Teilchen, die Kohlenstoff enthalten, ändert. Vor der Verbrennung hat man 5,6l Gas. Daraus folgt:

n=5,6l/(22,4l/mol)=0,25mol

Vor der Verbrennung sind 0,25mol gasförmige Teilchen mit Kohlenstoff vorhanden, nach der Verbrennung 0,5mol. Die Anzahl der gasförmigen Teilchen, die Kohlenstoff enthalten, verdoppelt sich also.

Damit bleibt als möglicher Kohlenwasserstoff nur noch das C2H4-Molekül, also Eth(yl)en. Denn nur, wenn dieser verbrannt wird, verdoppelt sich die Anzahl gasförmiger Teilchen, die Kohlenstoff enthalten.

Reaktionsgleichung:

C2H4 + 3O2 ->2CO2 + 2H2O

Bei C3H6 würde sich die Anzahl gasförmiger Teilchen, die Kohlenstoff enthalten, verdreifachen:

C3H6 + 6O2 -> 3CO2 + 3H2O

Bei C4H8 würde sich die Anzahl vervierfachen usw.

Ich hoffe ich konnte Dir damit helfen, die Aufgabe zu verstehen.

Soweit ich weiß müsste die richtige Reaktionsgleichung heißen:

Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O

Die von Dir angegebene Gleichung stimmt nicht, weil einerseits die Anzahl der einzelnen Atome nicht stimmt und da deine Oxidation nicht mit einer Reduktion gekoppelt ist.

@quasselstripper: Deine Reaktisongleichung stimmt auch nicht ganz, da Du auf der rechten Seite mehr Kupferatome hast, als auf der linken Seite und auch bei Dir stimmen die Oxidationszahlen nicht.

So, nun zur Erklärung der Oxidationszahlen.

In Deiner Aufgabe kommt elementares Kupfer vor, wie bereits erwähnt haben Elemente die Oxidationsstufe 0. Kupfer wird normalerweise zu Kupfer(2+) oxidiert, das heißt das Kupferatom gibt formal 2 Elektronen ab (Oxidation). Diese 2 Elektronen werden vom Schwefel aufgenommen (Reduktion).

Nun zu den Oxidationszahlen der anderen beteiligten Atome. Wie KHange zuvor beschrieben hat, hat Sauerstoff im Normalfall die Oxidationsstufe -2 und Wasserstoff die Oxidationsstufe +1. Das heißt in der Schwefelsäure hat man 4* 2fach negativ geladene Sauerstoffatome, macht -8. Da 2 1fach positive geladene Wasserstoffatome vorhanden sind, ist die formale Ladung ohne den Schwefel in der Schwefelsäure -6. Da Schwefelsäure ein neutrales Molekül ist, muss der Schwefel nun so stark positiv geladen sein, dass die negative Ladung aufgehoben wird. In Dem fall hat der Schwefel die Oxidationsstufe +6.

Im CuSO4 hat man nun anstatt 2er 1fach positiv geladenen Wasserstoffatome ein Kupferatom, demnach hat Kupfer hier die Oxidationsstufe +2. Im SO2 hat Schwefel nur noch die Oxidationsstufe +4. Der Sauerstoff erhält erneut eine 2fach negative Ladung, sodass die beiden Sauerstoffatome die Ladung -4 ergeben. Da auch SO2 ein neutrales Molekül ist, mus der Schwefel diese Ladung aufheben, er hat also eine 4 fach positive Ladung +4).

Im Endeffekt hat also das Kupferatom 2 Elektronen abgegeben und das Schwefelatom 2 Elektronen aufgenommen. Somit stimmt die Anzahl aller beteiligten Atome auf beiden Seiten überein und auch die Anzahl übertragener Elektronen. Wichtig bei Redoxreaktionen ist, dass die Anzahl der aufgenommen Elektronen mit der Anzahl der abgegebenen Elektronen übereinstimmt, weil keine Elektronen zerstört oder erschaffen werden können.

Zum Schluss sei noch einmal betont, dass die Ladungen rein formal sind und nicht der tatsächlichen Ladung entsprechen. Die Oxidationsstufen helfen nur bei der Ermittlung von Reaktionsgleichungen.

P.S.: Um die schöne Auflistung der Oxidationsstufen von KHLange zu vervollständigen sei noch gesagt, dass Sauerstoff in der Verbindung Sauerstoffdifluorid (OF2) in positiver Oxidationsstufe vorkommt. (+2)