§34. Адсорбция. Химические свойства углерода.

1. Как получить древесный уголь? Каково его основное свойство? Где он используется?

Ответ:

Древесный уголь получают с помощью сухой перегонки древесины.

Древесный уголь имеет большую пористость, и чем она больше, тем больше его адсорбционная способность.

Древесный уголь используется для получения активированного угля, который обладает большой поглотительной способностью. Активированный уголь применяется в производстве спирта и сахара для очистки их от примесей, а также в фильтрующих противогазах для поглощения отравляющих веществ из вдыхаемого воздуха. В медицине он используется в виде таблеток для удаления вредных веществ из пищеварительного тракта.

2. Выберите схемы превращений, в которых углерод является восстановителем.
1) C^-4 ⟶ C⁺⁴; 2) C⁺² ⟶ C⁰; 3) C⁰ ⟶ C⁺⁴; 4) C⁺⁴ ⟶ C⁺².

Ответ:

1) C^-4 + 8ē ⟶ C⁺⁴

3) C⁰ + 4ē ⟶ C⁺⁴

3. Определите степени окисления углерода в следующих соединениях: CS₂, CH₄, CCl₄, Be₂C, CO.

Ответ:

`overset(+4)(C)S_2`, `overset(-4)(C)H_4`, `overset(+4)(C)Cl_4`, `Be_2overset(-4)(C)`, `overset(+2)(C)O`

4. Вычислите массу (г) угля и объём кислорода (н. у.), необходимые для получения оксида углерода (IV) объёмом 6,72 л.

Ответ:

 Дано:

`V(CO_2) = 6.72 л`

`m(C) = ?`

`V(O_2) = ?`

Решение

`C + O_2 = CO_2`

`n(CO_2) = (V(CO_2))/V_m = 6.72/22.4 = 0.3" моль"`

`n(C) = n(O_2) = n(CO_2) = 0.3" моль"`

`m(C) = n(C)*M(C) = 0.3*12 = 3.6 г`

`V(O_2) = n(O_2)*V_m = 0.3*22.4 = 6.72 л`

Ответ: `m(C) = 3.6 г`, `V(O_2) = 6.72 л`.

5. Составьте уравнения реакций между углеродом и следующими оксидами: а) оксид железа (III); б) оксид вольфрама (VI); в) оксид свинца (IV). Укажите окислитель и восстановитель.

Ответ:

 а) 3C + 2Fe₂O₃ ⟶ 4Fe + 3CO₂↑

C0 - 4ē ⟶ C+4	|4|	12	|3	восстановитель
Fe+3 + 3ē ⟶ Fe0	|3|		|4	окислитель

б) 3C + 2WO₃ ⟶ 2W + 3CO₂↑

C0 - 4ē ⟶ C+4	|4|	12	|3	восстановитель
W+6 + 6ē ⟶ W0	|6|		|2	окислитель

в) C + PbO₄ ⟶ Pb + CO₂↑

C0 - 4ē ⟶ C+4	|4|	4	|1	восстановитель
Pb+4 + 4ē ⟶ Pb0	|4|		|1	окислитель

6. При нагревании каменного угля без доступа воздуха образуется кокс. Какой объём (л) воздуха (н. у.) потребуется для сжигания 1 т кокса, содержащего 5% примесей?

Ответ:

 Дано:

`m("кокс") = 1 т = 1000" кг"`

`ω("примеси") = 5%`

`V("возд.") = ?`

Решение

`C + O_2 = CO_2`

`ω(C) = 100 - ω("примеси") = 100 - 5 = 95%`

`m(C) = (ω(C)*m("кокс"))/100 = (95*1000)/100 = 950" кг"`

`n(C) = (m(C))/(M(C)) = 950/12 = 79.17" кмоль"`

`n(O_2) = n(C) = 79.17" кмоль"`

`V(O_2) = n(O_2)*V_m = 79.17*22.4 = 1773 м^3`

`V("возд.") = (100*V(O_2))/(φ("возд.")) = (100*1773)/21 = 8443 м^3`

Ответ: `V("возд.") = 8443 м^3`.