Врублевский А. И. Тренажер по химии
.pdf§ 26. Углерод
Химия углерода и его неорганических соединений доста точно проста. Это связано с тем, что для углерода в этих со единениях в основном характерна степень окисления +4. Понять основные химические свойства углерода и его соеди нений поможет следующий пример.
ПРИМЕР 26-1. Осуществите химические превращения согласно схеме:
СаС03 |
> С 02 .?_> СО |
3 |
> |
С 02 — L.„> |
|
4 > Na2C 03 |
|
NaHC03 |
6 |
> |
Na2C 03 7 > |
C 02 |
С |
A14C3 |
|
CH.. |
|
|
|
|
|
|
4* |
Решение 1. Карбонат кальция подвергаем обжигу (нагреванию):
СаС03 = |
t° |
Са0 + С 021 |
2. Пропускаем углекислый газ над раскаленным коксом:
|
t° |
С+40 2 + С° = |
2С+20. |
С+4 + 2е = С+2
С°-2 е = С+2
3.Окисляем монооксид углерода:
2С+20 + 0 2 = 2С+40 2.
332 |
§ 26. Углерод |
9. |
При нагревании углерод реагирует с металлами, обра |
зуя карбиды: |
|
|
4А1° + ЗС°=А1;3Сз4. |
|
С°+4<? = С" |
|
12 |
|
А1° -З е = А1+3 |
10. |
Карбиды металлов разлагаются водой. В случае карби |
да алюминия выделяется метан:
А14С3 + 12Н20 = 4А1(ОН)Д + 3CH4t-
Из других свойств углерода и его соединений отметим восстановительные свойства самого углерода (берется в виде кокса) и оксида углерода(И):
Fe20 3 +ЗС |
t° |
2Fe + ЗСО; |
= |
||
|
t° |
|
CuO + CO |
~ |
Cu + C 02. |
1.Осуществите превращения по схемам:
1)С -> С 0 2-» С 0 -> КН С 03 -» С 02;
2)СаС03 -> Са(НС03)2 -» СаС03 -> С 02 -> СО;
3)С 02 -> СО -> С 02 -» Na2C 03 -> NaHC03;
4)С 02 -> Ва(НС03)2 -> ВаС03 -> С 02 -» СО;
5)С —» Na2C 03 -» N aHC03 -» СаС03 —> СаС2;
6)СН4 -> С 02 -> КН С 03 -> С 02 -> С;
7)С -> СН4 -> С 0 2 -» NH4H C 03 -> Na2C 03;
8)(NH4)2C 03 -> NH4H C 03 -» С 02 -> С -> СаС2;
9)NH4H C 03 -> СаС03 -> КНС03 -> К ,С 03 -» СО;
10) KHC03 -> Na2C 03 -> С 02 -» MgO -» Mg(HC03)2.
1 1 ) |
Na2C |
03 (1 |
М О Л Ь ) |
2моль С.г° ) Д |
|
1 моль Fe,Q3 |
) |
||
1мольРе20 3 |
|
тг |
4 моль Н2 |
тз |
1 моль Н20 |
v |
••• » |
|
|
|
|
' ^ |
бактерии |
^ |
Ni,XTJ 850 °С |
|
|
||
|
|
|
|
|
Д |
02, н 20 ^ |
|
Cu ^ |
Zn, 20 °С , |
12) |
СHNO3(конц), t |
|
|
|
|
|
|||
§ 26. Углерод |
|
335 |
Учитывая, |
что в известняке массовая доля СаС 03 равна |
|
80%, находим массу известняка: |
|
|
. |
. т(СаСО,) |
500 . . . . . |
т(известн.) = ----------— = ------ = 625 (г). |
||
|
w(CaCOj) |
0,8 |
Или же: |
500 г составляет 80 %; |
|
|
||
|
х г ----------100 %. |
|
|
500 100 ^ |
с / ч |
|
х = ----------- = 625 (г). |
|
|
80 |
|
Ответ: т(известн.) = 625 г.
2.При прокаливании 54 г известняка потеря массы со ставила 22 г. Найдите массовую долю СаС03 в известняке.
3.При обжиге 200 т СаС03 получили 116,4 т твердого ос татка. Определите степень разложения соли и объем полу ченного газа.
4.После нагревания известняка массой 200 г, содержа щего 10 % не разлагающихся при нагревании примесей по массе, масса твердого остатка составила 147,2 г. Чему равна степень разложения СаС03?
5.Смесь карбоната натрия и гидрокарбоната натрия об щей массой 400 г нагревали до постоянной массы при темпе ратуре, когда Na2C 0 3 не разлагается. Масса твердого остатка составила 276 г. Чему равна массовая доля средней соли в исходной смеси?
6.В каком мольном соотношении надо смешать карбона ты кальция и магния, чтобы при прокаливании смеси ее масса уменьшилась наполовину?
7.В каком отношении масс надо смешать карбонаты каль ция и магния, чтобы после прокаливания смеси массовая доля элемента Mg была такой же, как и массовая доля элемента Са?
336 |
§ 26. Углерод |
Многие задачи на данную тему связаны с определением состава солей, полученных в реакциях С 02 или карбонатов с различными веществами. Подход к решению таких задач рас смотрен в § 18.
8.Оксид углерода (IV) объемом 5,6 дм3 (н.у.) пропустили через 164 см3 раствора с w(NaOH) = 20% (р = 1,22 г/см3). Опре делите массовые доли веществ в полученном растворе.
9.Через 800 см3 раствора КОН с молярной концентрацией щелочи 2 моль/дм3 пропустили 56 дм3 (н.у.) смеси СО и С 02, относительная плотность которой по гелию равна 8,6. Опре делите химические количества полученных солей.
10.Какая масса осадка может быть получена при слива нии 33,3 г раствора с w(CaCl2) = 20 % с некоторой массой раствора карбоната натрия, если известно, что при обработ ке этой массы карбоната натрия избытком соляной кислоты выделяется 1,12 дм3 газа (н.у.)?
11.При действии избытка соляной кислоты на смесь ВаС03 и Na2C 03 массой 8,03 г получено 1,12 дм3 газа (н.у.). Какую массу осадка можно получить при добавлении в полу ченный раствор избытка сульфата калия?
12.Относительная плотность по Н2 смеси СО и 0 2 равна
15.Через некоторое время после начала реакции между ними относительная плотность газовой смеси по Н2 стала равной 18,75. Найдите объемную долю С 02 в этой смеси.
13.После продувания некоторого количества кислорода че рез раскаленный уголь полученный газ пропустили через избы ток известковой воды и получили 300 г осадка. Непрореагиро вавший с водой газ пропустили над нагретым оксидом меди (II)
иполучили 254 г меди. Найдите массу прореагировавшего угля
иобъем прореагировавшего с ним кислорода.
14.Смесь азота, угарного газа и углекислого газа восста навливает до металла 15,9 г оксида меди (II). После этого га зовая смесь реагирует с 50 см3 раствора NaOH с массовой до
338 |
§ 26. Углерод |
21.К раствору массой 150 г, в котором массовые доли NaOH и Na2C 03 соответственно равны 1,87 % и 2,83 %, доба вили некоторое количество NaHC03, при этом массовая доля NaOH снизилась до 1,05 %. Найдите массовые доли осталь ных веществ в растворе (включая воду).
22.Оксид углерода (IV) объемом 836 см3 (н.у.) пропускали над раскаленным углем массой 0,105 г и затем полученную смесь газов —над раскаленным CuO массой 1,4 г. Какой объем раствора с w(HN03) = 20 % (р = 1,12 г/см3) нужен для полно го растворения твердого продукта реакции?
23.Через избыток известковой воды пропустили смесь га зов объемом 5 дм3 (н.у.), состоящую из СО, С 02 и N2. При этом образовался осадок массой 5 г. Оставшуюся смесь газов пропустили над нагретым оксидом железа (III) и получили железо массой 5,6. Определите массовые доли (%) газов в смеси.
24.В 28 дм3 (н.у.) С 0 2 сожгли 18 г Mg и получили смесь белого и черного порошков. Найдите массовые доли продук тов в смеси.
25.Образец NaHC03 после нагревания потерял 18,5% сво ей массы. К полученному сухому остатку добавили в 10 раз большую массу соляной кислоты с w(HCl) = 3,84 %. Рассчи тайте массовые доли веществ в полученном растворе (раство римостью С 02 пренебречь).
26.Газ, образовавшийся при прокаливании 29,2 г смеси СаС 03 и NaHC03, количественно прореагировал с 200 см3 водного раствора с массовой долей фенолята натрия 10 % (р = 1,16 г/см3). Определите массу твердого остатка после прокаливания.
27.В сосуде, наполненном кислородом (н.у.), сожгли 3,6 г углерода и полученный газ пропустили через избыток раство ра NaOH. При этом получили 15,9 г соли, а 3,36 дм3 (н.у.) газа не поглотилось. Найдите объем сосуда с кислородом.