§36. Угольная кислота и её соли.

1. Почему при пропускании углекислого газа через воду, подкрашенную лакмусом, её окраска становится красной, а при кипячении полученного раствора – фиолетовой? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Ответ:

При пропускании углекислого газа через воду комнатной температуры происходит его растворение в воде. Часть растворённого газа взаимодействует с водой, при этом образуется слабая угольная кислота:
CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃

Угольная кислота в воде частично диссоциирует:
H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃^-
HCO₃^- ⇄ H⁺ + CO₃^2-
Образовавшиеся протоны водорода придают раствору кислую среду, поэтому лакмус окрашивается в красный цвет.

При кипячении полученного раствора угольная кислота разрушается, а углекислый газ улетучивается за пределы раствора, так как с ростом температуры воды растворимость газов падает.
H₂CO₃   ^t ⟶ CO₂↑ + H₂O

2. Как очистить карбонат натрия от примеси гидрокарбоната натрия? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

Ответ:

Очистить карбонат натрия от примеси гидрокарбоната натрия можно с помощью прокаливания:
NaHCO₃   ^t ⟶ Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O

3. Гашёную известь следует хранить в плотно закрытых склянках, так как она может взаимодействовать с составными частями воздуха, а именно с
1) кислородом; 2) водой; 3) азотом; 4) оксидом углерода (IV).

Ответ:

4) оксидом углерода (IV):
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

4. С помощью какого вещества можно различить растворы карбоната натрия и нитрата натрия?
1) NaCl; 2) HCl; 3) K₂SO₄; 4) KOH.

Ответ:

Различить растворы карбоната натрия и нитрата натрия можно с помощью соляной кислоты HCl, при её добавлении к карбонату натрия будет наблюдаться выделение газа:
Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑
В случае с нитратом натрия изменений не произойдёт.

5. Осуществите следующие превращения, используя разные способы:
а) CO₂ ⇄ CaCO₃ ⟶ Ca(HCO₃)₂ ⟶ CaCO₃ ⟶ CaO
б) Na₂CO₃ ⇄ CO₂ ⇄ NaHCO₃

Ответ:

а)

Ca(OH)₂ + CO₂ ⟶ CaCO₃↓ + H₂O
CaO + CO₂ ⟶ CaCO₃

CaCO₃   ^t ⟶ CaO + CO₂↑
CaCO₃ + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⟶ Ca(HCO₃)₂
CaCO₃ + H₂CO₃ ⟶ Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂   ^t ⟶ CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑
Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ ⟶ 2CaCO₃↓ + 2H₂O

CaCO₃   ^t ⟶ CaO + CO₂↑

б)

Na₂CO₃   ^t ⟶ Na₂O + CO₂↑
Na₂CO₃ + 2HCl ⟶ 2NaCl + H₂O + CO₂↑

2NaOH + CO₂ ⟶ Na₂CO₃ + H₂O
Na₂O + CO₂ ⟶ Na₂CO₃

CO₂ + H₂O + Na₂CO₃ ⟶ 2NaHCO₃
H₂CO₃ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaHCO₃

2NaHCO₃   ^t ⟶ Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
NaHCO₃ + NaOH ⟶ Na₂CO₃ + H₂O

6. На чём основано применение известняка для снижения кислотности почв? Запишите уравнения реакций, объясняющие этот процесс.

Ответ:

Известняк вступает в реакцию с катионами водорода кислоты, тем самым снижая кислотность почвы:
CaCO₃ + 2H⁺ ⟶ Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O

7. Какой объём (л) оксида углерода (IV) образуется при прокаливании 100 г карбоната бария, содержащего 10% примесей?

Ответ:

 Дано:

`m_"тех."(BaCO_3) = 100 г`

`ω("примеси") = 10%`

`V(CO_2) = ?`

Решение

`BaCO_3 overset(t)(=) BaO + CO_2"↑"`

`ω(BaCO_3) = 100 - ω("примеси") = 100 - 10 = 90%`

`m(BaCO_3) = (ω(BaCO_3)*m_"тех."(BaCO_3))/100 = (90*100)/100 = 90 г`

`n(BaCO_3) = (m(BaCO_3))/(M(BaCO_3)) = 90/197 = 0.457" моль"`

`n(CO_2) = n(BaCO_3) = 0.457" моль"`

`V(CO_2) = n(CO_2)*V_m = 0.457*22.4 = 10.2 л`

Ответ: `V(CO_2) = 10.2 л`.