8.9 Углерод и его важнейшие соединения

8.9.  Углерод  и его важнейшие  соединения

Углерод – один из немногочисленных элементов, с которым человек имеет дело с глубокой древности. Имя первооткрывателя углерода неизвестно, неизвестно и то, какая из форм углерода была открыта раньше: графит или алмаз. Это открытие произошло очень давно. Можно лишь утверждать, что до алмаза и графита было открыто вещество, которое очень долго считали особой модификацией углерода – это уголь. Название углерода происходит от латинского «карбо» – уголь.

 Место углерода в Периодической системе химических элементов

Д.И. Менделеева

Углерод расположен в 14 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

На внешнем энергетическом уровне атома углерода содержится 4 электрона, которые имеют электронную конфигурацию 2s²2p². Углерод проявляет степени окисления -4, +2, +4. Углерод – типичный неметалл, в зависимости от типа превращения элемент может быть окислителем и восстановителем.

 Распространенность в природе

Углерод – довольно распространенный элемент, его содержание в земной коре 0,048 массовых %, его доля в живых организмах значительно выше. В организме человека массой 70 кг содержится 16 кг углерода. Углерод встречается в свободном состоянии – в форме графита и алмаза, входит в состав атмосферы в виде углекислого газа, содержится в природных карбонатах, каменном и буром угле, нефти и природном газе. Углерод обнаружен в атмосфере Солнца, планет, он найден в каменных и железных метеоритах. Он является составной частью всех органических соединений, входит в состав всех живых организмов на Земле, это элемент жизни.

 Аллотропные модификации углерода

Физические свойства

Имеет четыре основных аллотропных модификации: алмаз, графит, карбин и фуллерен.

Алмаз – кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло,ρ = 3,5 г/см³; Т°_пл. = 3730 °C; Т°_кип = 4830 °C. В структуре алмаза каждый атом углерода находится в состоянии sp³-гибридизации и имеет четырех соседей, которые расположены в вершинах правильного тетраэдра, весь кристалл представляет собой трехмерный каркас, с этим связана высокая твердость алмаза, самая высокая среди природных веществ. Кристаллизуется в виде двух полиморфных модификаций – кубической и гексагональной.

Алмаз кубический	Алмаз гексагональный

Графит – мягкое вещество серого цвета со слабым металлическим блеском, жирное на ощупь, проводит электрический ток; ρ = 2,5 г/см³. Атомы углерода находятся в состоянии sp²-гибридизации и связаны в плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольников, наподобие пчелиных сот. Каждый атом в слое имеет трех соседей, для образования трех ковалентных связей атом предоставляет три электрона, а четвертый электрон образует p-связь и делокализован по всему кристаллу.

Этим объясняется способность графита расщепляться на тонкие чешуйки, которые очень прочны, его металлический блеск, тепло- и электропроводность. Графит – наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная модификация углерода.

Карбин – мелкокристаллический порошок серого цвета, ρ = 2 г/см³; полупроводник. Его кристаллы состоят из линейных цепочек углеродных атомов, соединенных чередующимися тройными и одинарными связями, или двойными связями, углерод находится в состоянии sp-гибридизации.

полиин

кумулен

По твердости карбин превосходит графит, но значительно уступает алмазу. Обладает полупроводниковыми свойствами, образуется при возгонке графита без доступа воздуха при температуре 2000 °С и низком давлении.

Фуллерен. Искусственно полученная модификация углерода, состоящая из молекул C₆₀, C₇₀, …. C₁₀₂₀. Эти молекулы составлены из атомов углерода, объединенных в пяти и шести угольники с общими ребрами, получены в 1985 г. За открытие фуллеренов Крото (Великобритания), Смолли и Керл (США) в 1996 г. получили Нобелевскую премию по химии. Молекула С₆₀ напоминает футбольный мяч, она состоит из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников, каждый атом углерода в молекуле, как в графите, связан с тремя другими атомами.

Получают фуллерены испарением графита в атмосфере гелия под действием мощного лазерного излучения или при пропускании гелия через электрическую дугу между графитовыми электродами. Это черные вещества с металлическим блеском, обладающие свойствами полупроводников. При давлении порядка 2·10⁵ атм и комнатной температуре фуллерен превращается в алмаз. При обычном давлении существует до 1800 °С. В 1992 г. фуллерен обнаружен в природе в минерале шунгите (аморфном углероде).

Существует еще аморфный углерод –  сажа, стеклоуглерод. В них атомы углерода находятся в различных гибридных состояниях. Стеклоуглерод – уникальный материал с высокой механической прочностью, электропроводностью, устойчивостью к агрессивным средам.

При нормальных условиях термодинамически устойчив только графит, при атмосферном давлении и температуре выше 1000 °С алмаз начинает переходить в графит, выше 2000 °С превращение происходит за секунды. Жидкий углерод существует только при определенном внешнем давлении. Переход графита в алмаз происходит при 2800 °С и давлении 11–12 ГПа.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДА

Углерод - малоактивен, на холоде реагирует только со фтором; химическая активность проявляется при высоких температурах.

Памятка! "Химические свойства" 

С – восстановитель С0 – 4 е-→ С+4 или С0 – 2 е-→ С+2

С – окислитель С0 + 4 е-→ С-4

1)     с кислородом C0 + O2  t˚C → CO2      углекислый газ  при недостатке кислорода наблюдается неполное сгорание образуется угарный газ: 2C0 + O2  t˚C → 2C+2O     2)     со фтором С + 2F2 → CF4 3)     с водяным паром C0 + H2O  t˚C →  С+2O + H2     водяной газ 4)     с оксидами металлов С + MexOy = CO2 + Me C0 + 2CuO  t˚C → 2Cu + C+4O2  5)     с кислотами – окислителями: C0 + 2H2SO4(конц.) →  С+4O2­ + 2SO2­ + 2H2O С0 + 4HNO3(конц.) →  С+4O2­ + 4NO2­ + 2H2O

1)     с некоторыми металлами образует карбиды 4Al + 3C0   t˚C →    Al4C3-4 Ca + 2C0   t˚C →    CaC2-1 2)     с водородом C0 + 2H2 t˚C →  CH4

Адсорбция

Адсорбция - поглощение газообразных или растворённых веществ поверхностью твёрдого вещества.

Обратный процесс - выделение этих поглощённых веществ - десорбция.

Применение адсорбции

Очистка от примесей (в производстве сахара и др.), для защиты органов дыхания (противогазы), в медицине (таблетки "Карболен") и др.

Применение углерода

Алмазы широко применяются для резки горных пород и шлифования особо твердых материалов. Из алмазов при огранке делают ювелирные украшения. Графит применяют для изготовления инертных электродов и грифелей карандашей. В смеси с техническими маслами в качестве смазочного материала. Из смеси графита с глиной изготавливают плавильные тигли. Графит используют в ядерной промышленности, как поглотитель нейтронов.

Кокс применяют в металлургии, как восстановитель. Древесный уголь – в кузнечных горнах, для получения пороха (75%KNO₃ + 13%C + 12%S), для поглощения газов (адсорбция), а также в быту. Сажу применяют, как наполнитель резины, для изготовления черных красок – типографская краска и тушь, а также в сухих гальванических элементах. Стеклоуглерод применяют для изготовления аппаратуры для сильно агрессивных сред, а также в авиации и космонавтике.

Активированный уголь поглощает вредные вещества из газов и жидкостей: им заполняют противогазы, очистительные системы, его применяют в медицине при отравлениях.

ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ

Древе́сный у́голь — микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при разложении древесины без доступа воздуха. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля и т. д., а также как бытовое топливо (удельная теплота сгорания 31,5—34 МДж/кг).

Оксид углерода(II) – СО

(угарный газ, окись углерода, монооксид углерода)

Физические свойства: бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха, горит голубоватым пламенем, легче воздуха, плохо растворим в воде. Концентрация угарного газа в воздухе 12,5—74 % взрывоопасна. 

Строение молекулы:

Формальная степень окисления углерода +2 не отражает строение молекулы СО, в которой помимо двойной связи, обра­зованной обобществлением электронов С и О, имеется дополнительная, образованная по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной пары электронов кислорода (изображена стрелкой):

В связи с этим молекула СО очень прочна и способна вступать в реакции окисления-восстановления только при высоких темпера­турах. При обычных условиях СО не взаимодействует с водой, щелочами или кислотами.

Получение:

Основным антропогенным источником угарного газа CO в настоящее время служат выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Угарный газ образуется при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха (подается недостаточное количество кислорода для окисления угарного газа CO в углекислый газ CO2). В естественных условиях, на поверхности Земли, угарный газ CO образуется при неполном анаэробном разложении органических соединений и при сгорании биомассы, в основном в ходе лесных и степных пожаров.

1)     В промышленности (в газогенераторах):

C + O₂ = CO₂ + 402 кДж

CO₂ + C = 2CO – 175 кДж

В газогенераторах иногда через раскалённый уголь продувают водяной пар:

С + Н₂О = СО + Н₂ – Q,

смесь СО + Н₂ – называется синтез – газом.

2)     В лаборатории - термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H₂SO₄(конц.): 

HCOOH  ^{t˚C, H2SO4} → H₂O + CO­

H₂C₂O₄ ^t˚C,H2SO4→  CO­ + CO₂­ + H₂O

Химические свойства:

При обычных условиях CO инертен; при нагревании – восстановитель;  

CO - несолеобразующий оксид. 

1)     с кислородом

2C⁺²O + O₂ ^t˚C →   2C⁺⁴O₂↑

2)     с оксидами металлов CO + Me_xO_y = CO₂ + Me

C⁺²O + CuO ^t˚C →    Сu + C⁺⁴O₂↑ 

3)     с хлором (на свету)

CO + Cl₂  ^свет → COCl₂ (фосген – ядовитый газ)

4)*     реагирует с расплавами щелочей (под давлением)

CO + NaOH ^P →  HCOONa (формиат натрия)

Влияние угарного газа на живые организмы:

Угарный газ опасен, потому что он лишает возможности кровь нести кислород к жизненно важным органам, таким как сердце и мозг. Угарный газ объединяется с гемоглобином, который переносит кислород к клеткам организма, в следствии чего тот становится непригодным для транспортировки кислорода. В зависимости от вдыхаемого количества, угарный газ ухудшает координацию, обостряет сердечно-сосудистые заболевания и вызывает усталость, головную боль, слабость, Влияние угарного газа на здоровье человека зависит от его концентрации и времени воздействия на организм. Концентрация угарного газа в воздухе более 0,1% приводит к смерти в течение одного часа, а концентрация более 1,2% в течении трех минут.

Применение оксида углерода:

Главным образом угарный газ применяют, как горючий газ в смеси с азотом, так называемый генераторный или воздушный газ, или же в смеси с водородом водяной газ. В металлургии для восстановления металлов из их руд. Для получения металлов высокой чистоты при разложении карбонилов.

Оксид углерода (IV) СO₂ – углекислый газ

Физические свойства: Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде - в 1V H₂O растворяется 0,9V CO₂ (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO₂ называется "сухой лёд"); не поддерживает горение.

Строение молекулы:

Углекислый газ имеет следующие электронную и структурную формулы - 

O=C=O

Все четыре связи ковалентые полярные. 

Получение: 

1.       Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка – в промышленности: 

CaCO₃  ^t=1200˚C→ CaO + CO₂­ 

2.       Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты – 

в лаборатории: 

CaCO_{3 (мрамор)} + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂­

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂­

Способы собирания

вытеснением воздуха

3. Сгорание углеродсодержащих веществ:

СН₄ + 2О₂ → 2H₂O + CO₂­

4. При медленном окислении в биохимических процессах (дыхание, гниение, брожение)

Химические свойства:

Кислотный оксид:

1) с водой даёт непрочную угольную кислоту:

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃

2) реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты 

Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO_{2 (избыток)} → NaHCO₃ 

3) При повышенной температуре может проявлять окислительные свойства – окисляет металлы  - СO₂ + Me = Me_xO_y + C

С⁺⁴O₂ + 2Mg  ^t˚C→ 2Mg⁺²O + C⁰

Качественная реакция на углекислый газ:

Помутнение известковой воды Ca(OH)₂ за счёт образования белого осадка – нерастворимой соли  CaCO₃:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ ↓+ H₂O

Применение углекислого газа:

Угольная кислота и её соли

Химическая формула - H₂CO₃

Структурная формула – все связи ковалентные полярные: 

Кислота слабая, существует только в водном растворе, очень непрочная, разлагается на углекислый газ и воду:

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ 

Химические свойства:

Для угольной кислоты характерны все свойства кислот.

1) Диссоциация – двухосновная кислота, диссоциирует слабо в две ступени, индикатор - лакмус краснеет в водном растворе:

H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-_{(гидрокарбонат-ион)}

HCO₃^- ↔ H⁺ + CO₃^2- _{(карбонат-ион)}

2) с активными металлами

H₂CO₃ + Ca = CaCO₃ + H₂↑

3) с основными оксидами

H₂CO₃ + CaO = CaCO₃ + H₂O

4) с основаниями

H₂CO_3(изб) + NaOH = NaHCO₃ + H₂O

H₂CO₃ + 2NaOH = Na₂CO₃ + 2H₂O

5) Очень непрочная кислота – разлагается

Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты

Угольная кислота образует два ряда солей: 

_·         Средние соли - карбонаты Na₂СO₃, (NH₄)₂CO₃

_·         Кислые соли - бикарбонаты, гидрокарбонаты NaHCO₃ , Ca(HCO₃)₂

В природе встречаются:

CaCO₃

мел

мрамор

известняк

NaHCO₃ – питьевая сода

K₂CO₃(поташ, в золе растений)

Na₂CO₃ – сода, кальцинированная сода

Na₂CO₃ x 10H₂O – кристаллическая сода

Физические свойства:

Все карбонаты – твёрдые кристаллические вещества. Большинство из них в воде не растворяются. Гидрокарбонаты растворяются в воде.

Химические свойства солей угольной кислоты:

Общие свойства солей:

1) Вступают в реакции обмена с другими растворимыми солями                  

Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃↓ + 2NaCl

2) Разложение гидрокарбонатов при нагревании

NaHCO₃ ^t˚C → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании

CaCO₃ ^t˚C → CaO+ CO₂↑

4) Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:

Me(HCO₃)_n + Me(OH)_n → MeCO₃+H₂O

Me(HCO₃)_n ^t˚C → MeCO₃↓+H₂O+CO₂↑

карбонаты в гидрокарбонаты

MeCO₃+H₂O+CO₂= Me(HCO₃)_n

Специфические свойства:

1) Качественная реакция на CO₃^2-  карбонат – ион "вскипание" при действии сильной кислоты: 

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂­↑

Круговорот углерода в природе

Важную роль в круговороте углерода в природе играет оксид углерода (IV). Он образуется в результате сжигания нефти и продуктов её переработки, в результате разложения карбонатов, дыхания животных и человека. В то же время, углекислый газ поглощается растениями в процессе фотосинтеза и поглощается природными водами. Схема круговорота углерода в природе представлена на рисунке:

УПРАЖНЕНИЯ

 1. Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С → СH₄ → CО → С → СаС₂ → С₂Н₂.

Решение:

Углерод реагирует с водородом в присутствии никелевого катализатора, образуя метан:

C + 2H₂ = CH₄.

Оксид углерода (II) образуется при паровой конверсии метана:

СН₄ + Н₂О = СО + 3Н₂.

Оксид углерода (II) реагирует с водородом с образованием углерода:

СО + Н₂ = С + Н₂О.

Карбид кальция получается синтезом из элементов:

Са + 2С = СаС₂.

Ацетилен образуется в результате взаимодействия карбида кальция с водой:

CaC₂ + 2H₂O = C₂H₂ + Ca(OH)₂.

________________________________________________________________

 2. Смесь оксида углерода (II) и метана объемом 29,12 л (н. у.) сожгли, при этом потребовалось 48,16 л (н. у.) кислорода. Вычислите объемные доли газов в исходной смеси.

Решение:

Запишем уравнения реакций горения угарного газа и метана:

2СО + О₂ = 2СО₂                                                                                         (1)

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О                                                                            (2)

Вычислим количество (в моль) смеси газов:

 (моль).

Обозначим количество угарного газа в смеси – х моль, а количество метана – у моль. Тогда общее количество смеси равно:

х + у = 1,3.

Вычислим количество (в моль) кислорода, затраченного на сжигание смеси газов:

 (моль).

По уравнению (1) соотношение количеств веществ оксида углерода (II) и кислорода, вступивших в реакцию, равно 2 : 1, следовательно, количество кислорода, необходимого на реакцию (1), равно 0,5x. По уравнению (2) соотношение количеств веществ метана и кислорода, вступивших в реакцию, равно 1 : 2, следовательно, количество кислорода, необходимого на реакцию (2), равно 2y. По условию задачи количество затраченного кислорода равно 2,15 моль, поэтому:

0,5х + 2у = 2,15.

Получили систему уравнений с двумя неизвестными:

	х + у = 1,3
	0,5х + 2у = 2,15.

Решив систему уравнений методом подстановки, найдем значение у, равное 1 моль; объем метана составляет:

V (CH₄) = n (CH₄) · V_m = 1 · 22,4 = 22,4 (л).

Тогда объем угарного газа равен:

V (СО) = V (смеси) – V (CH₄) = 29,12 – 22,4 = 6,72 (л).

Рассчитаем объемные доли газов в смеси:

 (%);

 (%).

Ответ: φ(CH₄) = 76,9 %, φ(CO) = 23,1 %.

________________________________________________________________

3. При взаимодействии углерода с концентрированной серной кислотой выделилось 13,44 л смеси двух газов (н.у.).Рассчитайте массу углерода, вступившего в реакцию.

Решение: 

Пусть в реакцию

С + 2Н₂SО_4(конц) = СО₂↑ + 2SО₂↑ + 2Н₂О

вступило х моль С, тогда образовалось х моль СО₂ и 2х моль SО₂, всего Зх моль газов. По условию, количество газов в смеси равно13,44/22,4 = 0,6 = Зх, откуда х = 0,2. Масса углерода равна 0,2^.12 = 2,4 г.

Ответ. 2,4 г С.

________________________________________________________________

4. При полном гидролизе смеси карбидов кальция алюминия образуется смесь газов, которая в 1,6 раза легче кисло­рода.Определите массовые доли карбидов в исходной смеси.

Решение:

В результате гидролиза образуются метан и ацети­лен:

Аl₄С₃ + 12Н₂О = 4Аl(ОН)₃ + 3СН₄↑,

СаС₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + С₂Н₂↑.

Пусть в исходной смеси содержалось х моль Аl₄С₃ и у моль СаС₂, тогда в газовой смеси содержится 3х моль СН₄ и у моль С₂Н₂.Средняя молярная масса газовой смеси равна:

М_ср = M(О₂) / 1,6 = 20 = (3x^.16 + у^.26) / (3х+у), откуда у = 2х.

Массовые доли карбидов в исходной смеси равны:

ω(Аl₄С₃) = 144x / (144х+64у) • 100% = 52,94%,

ω(CаС₂) = 64у / (144х+64у) • 100% = 47,06%.

Ответ. 52,94% Аl₄С₃, 47,06% СаС₂.

________________________________________________________________

5. При взаимодействии сложного вещества “А” с из­бытком магния при нагревании образуются два вещества, одно из которых —“В” — под действием соляной кислоты выделяет ядо­витый газ “С”. При сжигании газа “С” образуются исходное ве­щество “А” и вода.Назовите вещества “А”, “В” и “С”. Напишите уравнения перечисленных химических реакций.

Решение:

Вещество “А” — оксид кремния, SiO₂. При взаимо­действии SiO₂ с магнием сначала образуется кремний, который реагирует с избытком магния и образует силицид кремния, Mg₂Si ( (вещество “В”):

SiO₂ + 4Mg = Мg₂Si + 2MgО.

Силицид магния легко гидролизуется с образованием ядовитого газа силана, SiН₄ (вещество “С”):

Mg₂Si + 4НСl = SiН₄↑ + 2MgCl₂.

При сгорании силана образуются исходное вещество SiO₂ и вода:

SiН₄ + 2О₂ = SiO₂ + 2Н₂О.

________________________________________________________________

6. Смесь кремния и угля, массой 5,0 г, обработали из­бытком концентрированного раствора щелочи при нагревании. В результате реакции выделилось 2,8 л водорода (н.у.). Вычислите массовую долю углерода в этой смеси.

Решение:

 С раствором щелочи реагирует только кремний:

Si + 2NаОН + Н₂О = Na₂SiO₃ + 2Н₂↑.

v(Н₂) = 2,8/22,4 = 0,125 моль. v(Si) = 0,125/2 = 0,0625 моль. m(Si) = 0,025^.28 = 1,75 г. m(С) = 5,0-1,75 = 3,25 г. Массовая доля угле­рода равна: ω(С) = 3,25/5,0 = 0,65, или 65%.

Ответ. 65% С.

________________________________________________________________

7. При сплавлении гидроксида натрия и оксида крем­ния (IV) выделилось 4,5 л водяных паров (измерено при 100 °С и 101 кПа). Какое количество силиката натрия при этом образова­лось?

Решение:

При сплавлении происходит реакция:

2NаОН + SiO₂ = Na₂SiO₃ + Н₂О↑.

Количество выделившейся воды равно: v(Н₂О) = РV / RТ = 101^.4,5 / (8,31^.373) = 0,147 моль.Количество образовавшегося Na₂SiO₃ также равно 0,147 моль.

Ответ. 0,147 моль Nа₂SiO₃.

________________________________________________________________

ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Закончите уравнения реакций, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель для каждой реакции:

С+О_{2 (изб)} =

С+О_{2 (недост)}=

С + H₂ =

C + Ca =

C + Al = 

2. Составьте уравнения реакций, протекающих при нагревании угля со следующими оксидами: оксидом железа (III) и оксидом олова (IV). Составьте электронный баланс для каждой реакции, укажите процессы окисления и восстановления; окислитель и восстановитель.

3. Закончите уравнения реакций, составьте электронный баланс для каждой из реакций, укажите процессы окисления и восстановления; окислитель и восстановитель:

CO₂ + C = 

C + H ₂ O =

С O + O₂ =

CO + Al₂O₃ =

4. Вычислите количество энергии, которое необходимо для получения 448 л угарного газа согласно термохимическому уравнению 

CO₂ + C = 2CO – 175 кДж

5.  Закончите уравнения осуществимых химических реакций:

CO ₂+ KOH =

CO + Al =

H₂CO₃+ K₂SO₄ =

CO₂( изб ) + NaOH =

С O₂+ Na₂O =

CaCO₃+ CO₂ + H₂O =

CO₂+ Ca(OH)₂ =

CO + CaO =

CO₂+ H₂SO₄ =

Ca(HCO₃)₂+ Ca(OH)₂=

H₂CO₃+ NaCl =

6. Осуществите превращения по схеме:

1) Al ₄ C ₃→ CH ₄→ CO ₂→ CaCO ₃→ Ca ( HCO ₃)₂→ CaCO ₃

2) Ca → CaC ₂→ Ca ( OH )₂→ CaCO ₃→ CO ₂→ C

3) CO₂ → H₂CO₃ → Na₂CO₃ → CO₂

7. Какой объём углекислого газа выделится при обжиге карбоната кальция массой 200 г.

8. Сколько угольной кислоты можно получить при взаимодействии 2 л углекислого газа (н.у.) с водой, если выход кислоты составил 90% по сравнению с теоретическим.

9.  При нагревании 20 г гидрокарбоната натрия выделилось 2,24 л оксида углерода (IV) при н.у. Какая массовая доля (в %) гидрокарбоната разложилась.

10. 62,5 г мрамора, содержащего 20% примесей, обработали избытком соляной кислоты. Образовавшийся газ пропустили через раскаленный уголь. Какой газ и в каком объеме при этом образуется.

ВИДЕО ОПЫТ

1.     Чем различаются между собой графит и алмаз:
а) все ответы верны	б) твердостью
в) электрической проводимостью	г) окраской
2.     Аллотропными модификациями углерода являются:
а) графит	б) все ответы верны
в) карбин	г) алмаз
3.     Гидрокарбонат натрия можно перевести в карбонат натрия:
а) прокаливанием	б) взаимодействием с Na
в) взаимодействием с соляной кислотой	г) с помощью водного раствора углекислого газа
4.     Массовая доля углерода в его оксиде составляет 42,86 %. Валентность углерода в этом оксиде равна:
а) I	б) III
в) II	г) IV
5.     Какие вещества полностью переводят гидрокарбонаты в карбонаты:
а) сильные кислоты	б) щелочи
в) вода	г) водный раствор углекислого газа
6.     С помощью какого реактива можно различить между собой находящиеся в разных пробирках растворы  Na2CO3  и NaHCO3:
а) HCl	б) KCl
в) CaCl2	г) KNO3
7.     Какой максимальный объем (л, н.у.) CO2  может поглотить раствор, содержащий 1,85 г Ca(OH)2 (растворимостью СО2  в воде пренебречь):
а) 1,12	б) 0,56
в) 0,28	г) 0,84
8.     Какое вещество является реактивом на углекислый газ:
а) магний	б) гидроксид калия
в) гидроксид кальция	г) вода
9.     В лаборатории углекислый газ в основном получают:
а) сжиганием метана	б) взаимодействием мела и соляной кислоты
в) обжигом известняка	г) сжиганием угля в избытке кислорода
10.                        Относительная плотность по водороду смеси СО и СО2 равна 18. Объемная доля (%) СО2 в газовой смеси составляет:
а) 45	б) 50
в) 55	г) 60

Ответы:

1	а
2	б
3	а
4	б
5	б
6	в
7	а
8	в
9	б
10	б