9 класс.
Урок по теме: «Оксиды углерода, их физические и химические свойства, получение и применение. Угольная кислота и её соли, их физические и химические свойства, получение и применение. Качественная реакция на карбонат-ионы».
Опорный конспект.
С+2О-2 –оксид углерода (II), моноксид углерода, угарный газ. Физические свойства: это газ без цвета и запаха. Сильный яд. Небольшая концентрация угарного газа в воздухе может вызвать сонливость и головокружение. Большие концентрации угарного газа вызывают удушье.
Способы получения
В промышленности угарный газ получают в газогенераторах при пропускании воздуха через раскаленный уголь:
C + O2 = CO2
CO2 + C = 2CO
Еще один важный промышленный способ получения угарного газа — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:
СН4 + Н2O = СО + 3Н2
Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:
2СН4 + 3О2 = 2СО + 4Н2O
Химические свойства
Оксид углерода (II) – несолеобразующий оксид. За счет углерода со степенью окисления +2 проявляет восстановительные свойства.
1. Угарный газ горит в атмосфере кислорода. Пламя окрашено в синий цвет:
2СO + O2 → 2CO2
2. Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из оксидов.
3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2
СО + CuO → Cu + CO2
СО + NiO → Ni + CO2
С+4O2-2 – оксид углерода (IV), диоксид углерода – углекислый газ. Физические свойства:
газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде - в 1V H2O растворяется 0,9V CO2 (при нормальных условиях); тяжелее воздуха.
Получение
1. Промышленность
Термическое разложение солей угольной кислоты (карбонатов), например, обжиг известняка:
CaCO3 = CaO + CO2
2. Лаборатория
Действие сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты:
CaCO3 (мрамор) + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
Химические свойства
Кислотный оксид – СО2
СО2 + Н2О ⇄ Н2СО3
ВаО + СО2 = ВаСО3
Со щелочами, образуя соли угольной кислоты
Na2O + CO2 = Na2CO3
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
NaOH + CO2 (избыток) = NaHCO3
С+4O2 + 2Mg0 = 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↓+ H2О
Угольная кислота и её соли
Химическая формула - H2CO3
Химические свойства
Кислота слабая, существует только в водном растворе, очень непрочная, разлагается на углекислый газ и воду:
H2CO3 ⇄ CO2 + H2O
Для угольной кислоты характерны свойства кислот.
1) Диссоциация – двухосновная кислота, диссоциирует слабо в две ступени, индикатор - лакмус краснеет в водном растворе:
H2CO3 ⇄ H+ + HCO3 - (гидрокарбонат-ион)
HCO3- ⇄ H+ + CO32- ( карбонат-ион)
2)С основаниями
H2CO3(изб) + NaOH = NaHCO3 + H2O
H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2H2O
Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты
Угольная кислота образует два ряда солей:
Средние соли - карбонаты Na2СO3, (NH4)2CO3
Кислые соли - гидрокарбонаты NaHCO3, Ca(HCO3)2
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
2NaHCO3 =Na2CO3 + H2O + CO2↑
3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании
CaCO3 = CaO+ CO2↑
4)Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:
Гидрокарбонаты в карбонаты:
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+ H2O+CO2↑
Карбонаты в гидрокарбонаты
MgCO3+H2O+CO2 = Mg(HCO3)2
5) Качественная реакция на CO32- карбонат – ион "вскипание" при действии сильной кислоты:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
2Na+ + CO32- + 2H+ + 2 Cl- = 2Na+ + 2 Cl- + H2O + CO2↑
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑