Углекислый газ, угольная кислота и ее соли

Цели урока: знать состав, строение, свойства и применение угольной кислоты и ее соли; знать качественную реакцию на карбонат-ион, круговорот углерода в природе.

Ход урока

1. Организационный момент урока.

2. Изучение нового материала.

Оксид углерода (IV) СO2 – углекислый газ

Физические свойства: Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде - в 1V H2O растворяется 0,9V CO2 (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл. = -78,5 °C (твёрдый CO2 называется "сухой лёд"); не поддерживает горение.

Строение молекулы:

Углекислый газ имеет следующие электронную и структурную формулы:

O=C=O

Все четыре связи ковалентые полярные.

Получение:

1. Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка – в промышленности:

CaCO3 t=1200˚C→ CaO + CO2

2. Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты –

в лаборатории:

CaCO3 (мрамор) + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

Способы собирания

вытеснением воздуха

3. Сгорание углеродсодержащих веществ:

СН4 + 2О2 → 2H2O + CO2

4. При медленном окислении в биохимических процессах (дыхание, гниение, брожение)

Химические свойства:

Кислотный оксид:

1) с водой даёт непрочную угольную кислоту:

СО2 + Н2О ↔ Н2СО3

2) реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты

Na2O + CO2 → Na2CO3

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

NaOH + CO2 (избыток) → NaHCO3

3) При повышенной температуре может проявлять окислительные свойства – окисляет металлы

СO2 + Me = MexOy + C

С+4O2 + 2Mg t˚C→ 2Mg+2O + C0

Качественная реакция на углекислый газ:

Помутнение известковой воды Ca(OH)2 за счёт образования белого осадка – нерастворимой соли CaCO3:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓+ H2O

Применение углекислого газа:

Угольная кислота и её соли

Химическая формула - H2CO3

Структурная формула – все связи ковалентные полярные:

Кислота слабая, существует только в водном растворе, очень непрочная, разлагается на углекислый газ и воду:

CO2 + H2O ↔ H2CO3

Химические свойства:

Для угольной кислоты характерны все свойства кислот.

Просмотр видео «Качественная реакция на карбанат-ионы»

1) Диссоциация – двухосновная кислота, диссоциирует слабо в две ступени, индикатор - лакмус краснеет в водном растворе:

H2CO3 ↔ H+ + HCO3-(гидрокарбонат-ион)

HCO3- ↔ H+ + CO32- (карбонат-ион)

2) с активными металлами

H2CO3 + Ca = CaCO3 + H2↑

3) с основными оксидами

H2CO3 + CaO = CaCO3 + H2O

4) с основаниями

H2CO3(изб) + NaOH = NaHCO3 + H2O

H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2H2O

5) Очень непрочная кислота – разлагается

Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты

Угольная кислота образует два ряда солей:

· Средние соли - карбонаты Na2СO3, (NH4)2CO3

· Кислые соли - бикарбонаты, гидрокарбонаты NaHCO3 , Ca(HCO3)2

В природе встречаются:

CaCO3

Мелмраморизвестняк

NaHCO3 – питьевая сода

K2CO3(поташ, в золе растений)

Na2CO3 – сода, кальцинированная сода

Na2CO3 x 10H2O – кристаллическая сода

Физические свойства:

Все карбонаты – твёрдые кристаллические вещества. Большинство из них в воде не растворяются. Гидрокарбонаты растворяются в воде.

Химические свойства солей угольной кислоты:

Общие свойства солей:

1) Вступают в реакции обмена с другими растворимыми солями

Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl

2) Разложение гидрокарбонатов при нагревании

NaHCO3 t˚C → Na2CO3 + H2O + CO2↑

3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании

CaCO3 t˚C → CaO+ CO2↑

4) Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:

Видео-опыт «гидрокарбонаты в карбонаты»

Me(HCO3)n + Me(OH)n → MeCO3+H2O

Me(HCO3)n t˚C → MeCO3↓+H2O+CO2↑

Видео-опыт «карбонаты в гидрокарбонаты»

MeCO3+H2O+CO2= Me(HCO3)n

Специфические свойства:

1) Качественная реакция на CO32- карбонат – ион "вскипание" при действии сильной кислоты:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑

3. Закрепление изученного материала

№ 1. Закончите уравнения осуществимых химических реакций:

CO 2+ KOH =

CO + Al =

H2CO3+ K2SO4 =

CO2(изб ) + NaOH =

С O2+ Na2O =

CaCO3+ CO2 + H2O =

CO2+ Ca(OH)2 =

CO + CaO =

CO2+ H2SO4 =

Ca(HCO3)2+ Ca(OH)2=

H2CO3+ NaCl =

C + ZnO =

№ 2.

Осуществите превращения по схеме:

1) Al 4 C 3 → CH 4 → CO 2 → CaCO 3 → Ca( HCO 3)2 → CaCO 3

2) Ca → CaC 2 → Ca( OH )2 → CaCO 3 → CO 2 → C

3) CO2 → H2CO3 → Na2CO3 → CO2

4) CaCO3 → CO2 → NaHCO3 → Na2CO3

№ 3. Решите задачи

1. Какой объём углекислого газа выделится при обжиге карбоната кальция массой 200 г?

2. Сколько угольной кислоты можно получить при взаимодействии 2 л углекислого газа (н.у.) с водой, если выход кислоты составил 90% по сравнению с теоретическим.

4. Домашнее задание

П. 27-29, упр. 14-20, задача 3 на стр. 91.