Опорный конспект " Оксиды углерода. Угольная кислота и ее соли".

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:

1. C + O₂ = CO₂

2. 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:

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

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂

Химические свойства

Кислотный оксид – СО₂

• С водой даёт непрочную угольную кислоту:

СО₂ + Н₂О ⇄ Н₂СО₃

• Реагирует с основными оксидами

ВаО + СО₂ = ВаСО₃

• Со щелочами, образуя соли угольной кислоты

Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO_{2 (избыток)} = NaHCO₃

• При повышенной температуре может проявлять окислительные свойства – окисляет металлы:

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⁺ + CO₃^2-  ( карбонат-ион)

2)С основаниями

H₂CO_3(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 NaHCO_3, 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 CO₃^2- карбонат – ион "вскипание" при действии сильной кислоты:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂­↑

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2 Cl^- = 2Na⁺ + 2 Cl^- + H₂O + CO₂­↑

CO₃^2- + 2H⁺ = H₂O + CO₂­↑