Способы получения В лаборатории угарный газ можно получить действием

концентрированной серной кислоты на муравьиную или щавелевую кислоты:

НСООН → CO + H2O

H2C2O4 → CO + CO2 + H2O

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

Также возможна паровая конверсия угля:

C0 + H2+O → C+2O + H20

Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:

2СН4 + 3О2 → 2СО + 4Н2O

4.Под давлением оксид углерода (II) реагирует с щелочами. При этом образуется формиат – соль муравьиной кислоты.

Например, угарный газ реагирует с гидроксидом натрия с образованием формиата натрия:

CO + NaOH → HCOONa

5.Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из оксидов. Например, оксид углерода (II) реагирует с оксидом железа (III) с

образованием железа и углекислого газа:

3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2

Оксиды меди (II) и никеля (II) также восстанавливаются угарным газом:

СО + CuO → Cu + CO2 СО + NiO → Ni + CO2

6. Угарный газ окисляется и другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов.

Например, пероксидом натрия:

CO + Na2O2 → Na2CO3

Способы получения В лаборатории углекислый газ можно получить разными способами:

1. Углекислый газ образуется при действии сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты металлов. При этом взаимодействуют с кислотами и нерастворимые карбонаты, и растворимые.

Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Видеоопыт взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

Еще один пример: гидрокарбонат натрия реагирует с бромоводородной кислотой:

NaHCO3 + HBr → NaBr +H2O +CO2

2. Растворимые карбонаты реагируют с растворимыми солями алюминия, железа (III) и хрома (III). Карбонаты трехвалентных металлов необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: хлорид алюминия реагирует с карбонатом калия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется хлорид калия:

3. Углекислый газ также образуется при термическом разложении нерастворимых карбонатов и при разложении растворимых

гидрокарбонатов.

Например, карбонат кальция разлагается при нагревании на оксид кальция и углекислый газ: CaCO3 → CaO + CO2

Химические свойства

Углекислый газ — типичный кислотный оксид. За счет углерода со степенью окисления +4 проявляет слабые окислительные свойства. 1. Как кислотный оксид, углекислый газ взаимодействует с водой. Реакция очень сильно обратима, поэтому мы считаем, что в реакциях угольная кислота распадается почти полностью при образовании.

CO2 + H2O ↔ H2CO3

2. Как кислотный оксид, углекислый газ взаимодействует с основными оксидами и основаниями. При этом углекислый газ реагирует только с сильными основаниями (щелочами) и их оксидами. При взаимодействии углекислого газа с щелочами возможно образование как кислых, так и средних солей.

Например, гидроксид калия взаимодействует с углекислым газом. В избытке углекислого газа образуется кислая соль, гидрокарбонат калия:

KOH + CO2 → KHCO3

При избытке щелочи образуется средняя соль, карбонат калия:

2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O

Помутнение известковой воды — качественная реакция на углекислый газ:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

3. Углекислый газ взаимодействует с карбонатами. При пропускании СО2 через раствор карбонатов образуются

гидрокарбонаты.

Например, карбонат натрия взаимодействует с углекислым газом. В избытке углекислого газа образуется кислая соль,

гидрокарбонат натрия:

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3

4. Как слабый окислитель, углекислый газ взаимодействует с некоторыми восстановителями.

Например, углекислый газ взаимодействует с углеродом с образованием угарного газа:

CO2 + C → 2CO

Магний горит в атмосфере углекислого газа:

2Мg + CO2 → C + 2MgO

Карбонаты и гидрокарбонаты

При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV).

CaCO3 → CaO + CO2

Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:

(NH4)2CO3 → 2NH3 + 2H2O + CO2

Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Качественной реакцией на ионы СО32─ и НСО3− является их

взаимодействие с более сильными кислотами, последние вытесняют угольную кислоту из солей, а та разлагается с выделением

СО2.

Например, карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O

Гидрокарбонат натрия также взаимодействует с соляной кислотой:

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 ↑ + H2O

Гидролиз карбонатов и гидрокарбонатов

Растворимые карбонаты и гидрокарбонаты гидролизуются по аниону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть: I ступень: CO32- + H2O = HCO3— + OH—

II ступень: HCO3— + H2O = H2CO3 + OH—

Однако карбонаты и гидрокарбонаты алюминия, хрома (III) и железа (III) гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:

Al2(SO4)3 + 6NaHCO3 → 2Al(OH)3 + 6CO2 + 3Na2SO4 2AlBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + CO2↑ + 6NaBr

Al2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4

Щелочные металлы

•Способы получения

•Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

•2LiCl = 2Li + Cl2

•Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

•2NaCl (расплав) → 2Na + Cl2

•Электролитом обычно служит смесь NaCl с NaF и КСl (что позволяет проводить процесс при 610– 650°С).

•Калий получают также электролизом расплавов солей или расплава гидроксида калия. Также распространены методы термохимического восстановления: восстановление калия из расплавов хлоридов или гидроксидов. В качестве восстановителей используют пары натрия, карбид кальция, алюминий, кремний:

•KCl + Na = K↑ + NaCl

•KOH + Na = K↑ + NaOH

•Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

•Са + 2CsCl → 2Cs + CaCl2

•В промышленности используют преимущественно физико-химические методы выделения чистого цезия: многократную ректификацию в вакууме.