Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §34

Углерод, как типичный неметалл, обладает химической инертностью при обычных условиях, но становится активным при высоких температурах. Он способен проявлять как восстановительные, так и окислительные свойства. В восстановительных реакциях углерод взаимодействует с оксидами металлов, восстанавливая их до простых веществ, например: (C + CuO → CO + Cu). В окислительных реакциях углерод соединяется с водородом, металлами, образуя, например, метан (CH₄) и карбиды. Таким образом, углерод проявляет химическую двойственность, характерную для неметаллов.

Древесный уголь образуется при нагревании древесины без доступа воздуха. При этом сохраняется тонкопористое строение древесины, что придаёт углю высокую степень пористости. Свойства древесного угля: он химически инертен при обычных условиях, имеет чёрный цвет, развитую поверхность и хорошо адсорбирует газы и пары. Применяется как адсорбент, компонент фильтров, в медицине, металлургии и производстве активированного угля.

Это можно доказать с помощью явления горения. При сгорании хлеба, молока, мяса или других органических веществ появляется чёрный налёт угля, а также выделяется углекислый газ. Чёрный налёт — это углерод в виде сажи, что подтверждает его наличие в составе этих продуктов.

Углерод может проявлять восстановительные и окислительные свойства.

Восстановительные свойства:

(С + О₂ → CO₂) — углерод восстанавливается от 0 до +4;

(С + CuO → CO + 2Cu) — степень окисления Cu от +2 до 0, С от 0 до +2;

(С + ZnO → CO + Zn);

(С + H₂O → CO + H₂) — паровая конверсия.

Окислительные свойства:

(С + 2H₂ → CH₄) — углерод понижается от 0 до -4;

(С + Ca → CaC₂) — до -1;

(С + Al → Al₄C₃) — до -4/3.

Таким образом, углерод может быть и восстановителем, и окислителем в зависимости от условий реакции.

(3C + 2Fe₂O₃ → 4Fe + 3CO₂)

Окислитель: Fe₂O₃ (Fe³⁺ → Fe⁰), Восстановитель: C (C⁰ → C⁺⁴)

(C + SnO₂ → Sn + CO₂)

Окислитель: SnO₂ (Sn⁴⁺ → Sn⁰), Восстановитель: C (C⁰ → C⁺⁴)

Углерод применяют в виде древесного угля, графита, карбида кальция, сажи и алмазов. Он используется для производства синтетического бензина, метилового спирта, как компонент резины, крема для обуви, ювелирных изделий и чёрной краски. Активированный уголь служит адсорбентом, а синтетические алмазы — абразивным материалом.

В повседневной жизни элементы IVA-группы — это углерод и кремний — встречаются часто. Углерод входит в состав всех органических веществ: еда, ткань, бумага, пластмассы. Кремний — основной компонент песка, стекла, бетона. Он также используется в производстве микросхем и электроники.

Уравнение реакции:

(Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O)

Найдём количество вещества Na₂CO₃:

V(CO₂) = 11,2 л (н. у.) ⇒ ν(CO₂) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль

⇒ ν(Na₂CO₃) = 0,5 моль

⇒ ν(HCl) = 2 × 0,5 = 1 моль

Масса HCl:

m(HCl) = ν × M = 1 × 36,5 = 36,5 г

а) при 5 %: ω = 5 % ⇒ 36,5 / m × 100 % = 5 %

m = 36,5 × 100 / 5 = 730 г раствора

б) при 0,05 (5 %): ω = 0,05 ⇒ 36,5 / m = 0,05

m = 36,5 / 0,05 = 730 г раствора

Ответ: потребуется 730 г раствора хлороводорода.

1. верно только А   3. оба суждения верны

2. верно только Б   4. оба суждения неверны

Ответ: 1) верно только А.

Графит не является хорошим адсорбентом, в отличие от активированного угля. Адсорбция действительно тем эффективнее, чем больше удельная поверхность вещества, на которой происходит поглощение.

1. углекислый газ и водород   3. оксид углерода(II) и вода

2. углекислый газ и вода     4. углерод и вода

Ответ: 2) углекислый газ и вода.

Полное сгорание метана (CH₄) происходит по уравнению:

(CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O).

Продуктами реакции являются углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O).