✔ вопрос (1), страница 123 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы перед параграфом. §19. Углекислый газ. Глава 3. Вещества вокруг нас - страница 123.

✓ Каковы свойства углекислого газа?

Углекислый газ, или диоксид углерода ($CO_2$), обладает характерными физическими и химическими свойствами.

Физические свойства

В нормальных условиях углекислый газ — это бесцветный газ, не имеющий запаха, но обладающий слабовыраженным кисловатым вкусом (вкус газированной воды). Его молярная масса составляет $44.01 \text{ г/моль}$, что делает его примерно в 1.5 раза тяжелее воздуха (средняя молярная масса воздуха ~ $29 \text{ г/моль}$). Из-за большей плотности он может скапливаться в непроветриваемых помещениях, подвалах и шахтах, вытесняя кислород.

Углекислый газ умеренно растворяется в воде. Его растворимость зависит от температуры и давления: при повышении температуры она уменьшается, а при повышении давления — увеличивается. При растворении в воде он частично вступает в химическую реакцию, образуя угольную кислоту.

$CO_2$ не поддерживает горение, поэтому его используют в огнетушителях.

Одной из уникальных особенностей углекислого газа является отсутствие у него жидкой фазы при атмосферном давлении. При температуре $-78.5^\circ C$ твердый углекислый газ, известный как «сухой лед», не плавится, а сублимирует — переходит непосредственно в газообразное состояние. Жидкий $CO_2$ можно получить только при давлении выше $5.11$ атмосферы.

Ответ: Углекислый газ — бесцветный, без запаха, кисловатый на вкус газ, который тяжелее воздуха, растворяется в воде, не поддерживает горение и в твердом состоянии («сухой лед») способен к сублимации.

Химические свойства

Диоксид углерода ($CO_2$) является типичным кислотным оксидом, в котором углерод находится в своей высшей степени окисления +4.

1. Взаимодействие с водой. При растворении в воде $CO_2$ обратимо реагирует с ней, образуя слабую и нестабильную угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая придает воде кисловатый вкус.

   $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$

2. Взаимодействие со щелочами и основными оксидами. Как кислотный оксид, $CO_2$ реагирует с основаниями (щелочами) и основными оксидами с образованием солей — карбонатов и гидрокарбонатов.
   • С избытком щелочи образуется средняя соль (карбонат): $CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
   • С избытком $CO_2$ образуется кислая соль (гидрокарбонат): $CO_2 + NaOH \rightarrow NaHCO_3$
   • С основными оксидами: $CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$
   Качественной реакцией на углекислый газ является его пропускание через известковую воду (раствор $Ca(OH)_2$). Раствор мутнеет из-за образования белого осадка карбоната кальция:

   $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

3. Окислительно-восстановительные свойства. Так как углерод находится в максимальной степени окисления, $CO_2$ проявляет свойства окислителя, но только при взаимодействии с очень сильными восстановителями, например, с активными металлами при высокой температуре. Так, магний продолжает гореть в атмосфере углекислого газа:

   $2Mg + CO_2 \xrightarrow{t^\circ} 2MgO + C$

4. Участие в фотосинтезе. Углекислый газ играет важнейшую биологическую роль, являясь исходным веществом для фотосинтеза. Растения и другие фотосинтезирующие организмы используют энергию света для превращения углекислого газа и воды в органические вещества (глюкозу) и кислород.

   $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{свет, хлорофилл} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Ответ: Углекислый газ — это кислотный оксид, который реагирует с водой, щелочами и основными оксидами. Он может быть окислителем в реакциях с активными металлами и является ключевым реагентом в процессе фотосинтеза.