Тест в формате PISA "Лесной газ"

Урок изучения нового материала «Оксид углерода VI»

Задача. «Лесной газ»

Текст

Ван Гельмонт в 1620 году получил газ при горении дерева и назвал его «лесным», сегодня мы называем его оксидом углерода IV.

Оксид углерода IV, или углекислый газ (СО₂) –бесцветное газообразное вещество. Он в 1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому его можно переливать из сосуда в сосуд. Под давлением 6,8 МПа (69 атм) при комнатной температуре он сжижается. При его испарении поглощается так много теплоты, что часть оксида углерода IV превращается в снегообразную массу («сухой лёд»).

Углекислый газ не поддерживает горения и дыхания. Зажженная лучинка гаснет в нём, а человек и животные при большой концентрации задыхаются (при 3% концентрации его в воздухе у человека наблюдается учащённое дыхание, при 10% наступает потеря сознания и смерть, а 20% - вызывает мгновенный паралич).

Углекислому газу соответствует угольная кислота. Он обладает всеми свойствами кислотного оксида.

В лаборатории его получают, действуя соляной кислотой на карбонат кальция:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Промышленный способ – термическое разложение известняка:

СаСО₃ = СаО + СО₂

Большое количество углекислого газа получают при сжигании угля, нефтепродуктов, природного газа и т. д. Его поступление в атмосферу за счёт сжигания ископаемого топлива возросло со 100 млн. т. в 1850 году до 6 млр. т. в 1900 году. Ежегодно выбросы увеличиваются на 1/20, 1/25 часть. Углекислый газ является виновником «парникового эффекта». Он затрудняет отдачу тепла с поверхности Земли, являясь непрозрачным для её инфракрасного излучения, и действует как стекло или полиэтиленовая клеенка. За последние 100 лет температура поверхности земли возросла на 0,5 – 0,6 С. Потепление климата вызовет таяние полярных льдов и повышение уровня Мирового океана. За последние 100 лет он повышался на 1мм в год.

Углекислый газ широко применяется в промышленности для получения соды, синтеза органических кислот, изготовление безалкогольных напитков. «Сухой лёд» используется в качестве холодильного агента. Огромное значение углекислый газ имеет для растений. Они поглощают его, и на свету в зелёной части происходит процесс фотосинтез, в результате которого образуется кислород и глюкоза.

Задания:

1. В некоторых вулканических местностях СО₂ выделяется из трещин земной коры и накапливается в больших количествах в пещерах и долинах. Таковы знаменитые «Собачья пещера» около Непала и «Долина смерти», на острове Ява – животные, например собаки, попадая в такие места, погибают. Почему в этих местах оксид углерода IV оказывает удушающее действие только на животных невысокого роста.

2. Жизненная ёмкость лёгких человека составляет 3500 см³. Определите объем и массу кислорода и оксида углерода IV, содержащегося в том объёме воздуха, который человек вдыхает за 1 час, если совершает 16 вдохов в минуту.

3. Оксид углерода IV называют углекислым газом. Почему? Предположите его химические свойства. Запишите уравнения соответствующих реакций.

4. В тексте указаны способы получения углекислого газа. Какие знаете вы? В результате каких природных процессов образуется СО₂? Запишите уравнения реакций.

5. Что такое «сухой лёд»? Где его используют? Какие вещества используют в этих же целях? Какому веществу вы отдали бы предпочтение и почему?

6. Загоревшиеся деревянные предметы можно гасить водой. Загоревшиеся нефтепродукты гасить водой нельзя так, как они имеют плотность меньшую, чем у воды. Здесь нужен специальный огнетушитель, который содержит раствор соды и капсулу с концентрированной серной кислотой, которая вскрывается при использовании огнетушителя. Объясните механизм работы огнетушителя. Запишите соответствующее уравнение реакции.

7. В 5 абзаце говорится, что углекислый газ является виновником «парникового эффекта», используя факты, приведённые в данном абзаце, объясните это предположение. Чем грозит нашей планете «парниковый эффект»?