Соединения углерода: карбиды, соли, диоксид, угольная кислота

 

 

Задание 368
Какие соединения называются карбидами и силицидами? Напишите уравнения реакций: а) карбида алюминия с водой; б) силицида магния с хлороводородной (соляной) кислотой. Являются ли эти реакции окислительно-восстановительными? Почему?
Решение:

Карбидами называются соединения углерода с металлами. Силицидами называются соединения кремния с металлами.
Уравнения реакций:

а) карбида алюминия с водой:

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑;

б) силицида магния с хлороводородной (соляной) кислотой:

Mg2Si + 4HCl = MgCl2 + SiH4

Эти реакции не являются окислительно-восстановительными, потому что не происходит изменения степеней окисления элементов.


Задание 389
Как получают диоксид углерода в промышленности и в лаборатории? Напишите уравнения соответствующих реакций и реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
NaHCO3 → CO2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2
Решение:
В промышленности диоксид углерода получают обжигом известняка:

СаСО3  температура СаО + СО2

В лаборатории диоксид углерода получают в аппарате Киппа по реакции:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 +  H2O + СО2

Уравнения соответствующих реакций и реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

NaHCO3 → CO2 → CaCO3 →Ca(HCO3)2:

а) 2NaHCO3  температура  Na2CO3 + H2O + СО2↑;
б) CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O;
в) CaCO3 +CO2 + H2O = Ca(HCO3)2


Задание 390
Какие из солей угольной кислоты имеют наибольшее промышленное применение? Как получить соду, исходя из металлического натрия, хлороводородной (соляной) кислоты, мрамора и воды? Почему в растворе соды лакмус приобретает синий цвет? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.
Решение:
Из солей угольной кислоты большое практическое значение имеют следующие соли:

1.Na2CO3 – карбонат натрия или сода. Применяется для получения алюминия, стекла, производство моющих веществ и др.
2.СаСО3 – карбонат кальция или известняк. Применяется в производстве извести и углекислого газа, как флюс в металлургии, большое количество в виде мела используется в производстве строительных материалов и для очистки веществ.
3.К2СО3 – карбонат калия или поташ. Применяется для производства строительных материалов.
4.NaHCO3 – гидрокарбонат натрия или пищевая сода. Применяется в пищевой промышленности.
5.MgCO3 – карбонат магния или магнезит. Применяется в производстве строительных материалов. 

Получение соды. При растворении металлического натрия в воде можно получить гидроксид натрия, который при взаимодействии с соляной кислотой даёт хлорид натрия. При реакции хлорида натрия и карбоната кальция получают соду. Реакции процессов:

а) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2;
б) HCl + NaOH = NaCl + H2O;
в) 2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2 

Раствор Na2CO3 окрашивает лакмус в синий цвет, потому что сода – соль сильного однокислотного основания и слабой многоосновной кислоты гидролизуется по аниону СО32-, который связывается с ионом Н+ с образованием аниона кислой соли НСО3. Н2СО не образуется, потому что диссоциация НСО3- протеакает труднее, чем Н2СО3. Гидролиз протекает по первой ступени. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

СО32- + Н2О ⇔ НСО3- + ОН-

Молекулярное уравнение реакции:

Na2CO3 + H2O ⇔ NaHCO3 + NaOH

Поскольку при гидролизе соли образуется избыток ионов ОН, то раствор будет иметь щелочную среду, рН > 7. В щелочной среде лакмус даёт синее окрашивание.