Номер 1, страница 55, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Сравните физические и химические свойства оксидов углерода (II) и (IV).

1. Решение

Сравним физические и химические свойства оксида углерода(II), $CO$ (угарный газ), и оксида углерода(IV), $CO_2$ (углекислый газ).

Сравнение физических свойств

• Агрегатное состояние и внешний вид: Оба вещества при нормальных условиях являются бесцветными газами без запаха.
• Плотность относительно воздуха: $CO$ (молярная масса 28 г/моль) немного легче воздуха (средняя молярная масса ~29 г/моль). $CO_2$ (молярная масса 44 г/моль) примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха.
• Растворимость в воде: $CO$ практически нерастворим в воде. $CO_2$ умеренно растворим, при растворении частично реагирует с водой.
• Температуры фазовых переходов: $CO$ кипит при -191,5o C. $CO_2$ при атмосферном давлении не существует в жидком состоянии и сублимирует (переходит из твердого состояния в газообразное) при -78,5o C. Твёрдый $CO_2$ называют «сухим льдом».
• Физиологическое действие: $CO$ — чрезвычайно ядовитый газ (угарный), вызывает удушье, необратимо связываясь с гемоглобином крови. $CO_2$ в малых концентрациях не ядовит и является регулятором дыхания, но в больших концентрациях вызывает удушье и закисление крови (ацидоз).

Сравнение химических свойств

• Классификация оксидов: $CO$ — несолеобразующий (безразличный) оксид. $CO_2$ — кислотный оксид.
• Реакция с водой: $CO$ с водой не реагирует. $CO_2$ обратимо реагирует с водой, образуя слабую угольную кислоту: $CO_2 + H_2o \rightleftharpoons H_2CO_3$.
• Реакция со щелочами: $CO$ при обычных условиях не реагирует со щелочами. $CO_2$, как кислотный оксид, реагирует со щелочами с образованием солей (карбонатов и гидрокарбонатов): $CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$.
• Реакция с основными оксидами: $CO$ не реагирует. $CO_2$ реагирует с основными оксидами с образованием карбонатов: $CO_2 + Cao \rightarrow CaCO_3$.
• Окислительно-восстановительные свойства:

  $CO$ (степень окисления углерода +2) является сильным восстановителем. Он горит в кислороде ($2Co + O_2 \rightarrow 2CO_2$) и используется в металлургии для восстановления металлов из их оксидов ($Fe_2O_3 + 3Co \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2$).

  $CO_2$ (степень окисления углерода +4, высшая) является окислителем только для сильных восстановителей, таких как активные металлы или раскаленный уголь ($CO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} C + 2MgO$; $CO_2 + C \rightleftharpoons 2CO$).

Ответ: Оксид углерода(II) и оксид углерода(IV) являются газами, но $CO_2$ значительно тяжелее воздуха и лучше растворим в воде. Основное химическое различие заключается в том, что $CO$ — это несолеобразующий оксид и сильный восстановитель, тогда как $CO_2$ — это кислотный оксид, проявляющий слабые окислительные свойства. Также $CO$ является сильным ядом, в отличие от $CO_2$, который токсичен лишь в высоких концентрациях.