Номер 10, страница 347 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 48. Углерод и его соединения - номер 10, страница 347.

Условие.

10. Пары воды пропустили через раскалённый уголь. Полученную газовую смесь пропустили над раскалённым оксидом меди(II). Затем смесь газообразных продуктов реакции пропустили сначала над оксидом фосфора(V), а потом через раствор гидроксида бария. В последнем случае произошло помутнение раствора, которое исчезло при пропускании избытка газообразного вещества. Составьте уравнения всех реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

1. При пропускании паров воды через раскалённый уголь (углерод) образуется так называемый водяной или синтез-газ, который представляет собой смесь угарного газа ($\text{CO}$) и водорода ($H_2$). Эта реакция является эндотермической и требует высокой температуры.

$C + H_2O \xrightarrow{t^\circ} CO \uparrow + H_2 \uparrow$

2. Полученную газовую смесь пропускают над раскалённым оксидом меди(II) ($CuO$). И водород, и угарный газ являются сильными восстановителями и при высокой температуре восстанавливают медь из её оксида до металлической меди. Водород при этом окисляется до воды, а угарный газ — до углекислого газа.

$CuO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Cu + H_2O$

$CuO + CO \xrightarrow{t^\circ} Cu + CO_2 \uparrow$

3. Образовавшаяся после второго этапа смесь газообразных продуктов состоит из паров воды ($H_2O$) и углекислого газа ($CO_2$). Эту смесь пропускают над оксидом фосфора(V) ($P_2O_5$). Оксид фосфора(V) является очень сильным осушающим средством и жадно поглощает воду, образуя фосфорную кислоту.

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

4. После осушения остаётся только углекислый газ ($CO_2$), который пропускают через раствор гидроксида бария ($Ba(OH)_2$). Углекислый газ, являясь кислотным оксидом, реагирует с щёлочью, образуя нерастворимую среднюю соль — карбонат бария ($BaCO_3$), который выпадает в виде белого осадка. Это вызывает помутнение раствора.

$CO_2 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O$

5. В условии сказано, что помутнение исчезло при пропускании избытка газообразного вещества. Это означает, что при дальнейшем пропускании углекислого газа нерастворимый карбонат бария реагирует с избытком $CO_2$ в водной среде с образованием растворимой кислой соли — гидрокарбоната бария ($Ba(HCO_3)_2$). В результате осадок растворяется, и раствор снова становится прозрачным.

$BaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ba(HCO_3)_2$

Ответ:

$C + H_2O \xrightarrow{t^\circ} CO + H_2$

$CuO + H_2 \xrightarrow{t^\circ} Cu + H_2O$

$CuO + CO \xrightarrow{t^\circ} Cu + CO_2$

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

$CO_2 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O$

$BaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ba(HCO_3)_2$