Страница 88 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Заполните таблицу.

А)

Б) оксид натрия

В) оксид фосфора(V)

Сорта аморфного углерода

Кокс

Свойства

Применение

$Na_{2}SO_{4}$

$Na_{2}CO_{3}$

$HF$

$NaOH$

8. В 500 мл воды растворили 71 г оксида фосфора (V). Назовите

$S+$

В таблице представлены три сорта аморфного углерода. Заполним пропуски, описывая свойства и применение для каждого из них.

Сажа

Свойства: Это тонкодисперсный аморфный углерод, который выглядит как очень легкий черный порошок. Сажа образуется в результате неполного сгорания или термического разложения углеводородов (например, природного газа). Основные свойства — огромная удельная поверхность и высокая дисперсность, что обуславливает её способность усиливать другие материалы и служить интенсивным черным пигментом. Нерастворима в воде.

Применение: Около 90% всей производимой сажи используется в качестве наполнителя при производстве резины для автомобильных шин, что значительно повышает их износостойкость и прочность. Также сажа является ключевым компонентом (пигментом) в производстве черных красок, в частности, типографской краски, туши и тонера для принтеров.

Ответ: Сажа — это мелкодисперсный черный порошок, продукт неполного сгорания углеводородов. Её главные свойства — большая удельная поверхность и красящая способность. Применяется в основном как усиливающий наполнитель для резины и как черный пигмент в красках.

Костный уголь

Свойства: Это пористый материал черного цвета, который получают путем прокаливания обезжиренных костей животных без доступа воздуха. В отличие от других видов угля, костный уголь содержит лишь около 10-12% углерода, а основную его массу (около 80%) составляет неорганический компонент — фосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$. Обладает хорошей адсорбционной способностью, особенно эффективен для обесцвечивания растворов.

Применение: Основное историческое и современное применение костного угля — в сахарной промышленности для очистки и обесцвечивания сахарного сиропа от окрашенных примесей. Также может использоваться для очистки других органических жидкостей и в качестве черного пигмента (известен как "жженая кость").

Ответ: Костный уголь — пористый продукт, получаемый из костей, состоящий из углерода и фосфата кальция. Главное свойство — высокая обесцвечивающая способность. Основное применение — очистка сахарного сиропа в пищевой промышленности.

Кокс

Свойства: Твердый, прочный, пористый материал серого цвета с высоким содержанием углерода (96-98%). Его получают в процессе коксования каменного угля — нагревания до 900–1100 °C без доступа кислорода. Кокс обладает высокой теплотой сгорания, горит практически без дыма. При высоких температурах является сильным восстановителем.

Применение: Главным образом кокс используется в черной металлургии для выплавки чугуна в доменных печах. В этом процессе он выполняет три функции: 1) как высококачественное топливо для создания необходимой температуры; 2) как химический реагент-восстановитель, отнимающий кислород у железной руды ($Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO$); 3) как разрыхлитель, обеспечивающий газопроницаемость столба шихты. Также применяется в литейном деле и химической промышленности.

Ответ: Кокс — твердый, пористый, высокоуглеродистый продукт, получаемый из каменного угля. Его ключевые свойства — высокая теплота сгорания и способность восстанавливать металлы из руд. Основное применение — в металлургии в качестве топлива и восстановителя при выплавке чугуна.

4. Адсорбция —

Адсорбция — это процесс самопроизвольного изменения (как правило, увеличения) концентрации компонента (газа, пара или растворенного вещества) на границе раздела фаз. Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое вещество — адсорбатом. Адсорбция является поверхностным явлением, в отличие от абсорбции, где поглощение происходит во всем объеме вещества.

В основе явления лежат силы межмолекулярного взаимодействия или химические связи между частицами адсорбата и поверхностью адсорбента. В зависимости от природы этих сил различают два основных типа адсорбции.

1. Физическая адсорбция (физиосорбция)

Обусловлена слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса). Этот процесс является обратимым: адсорбированное вещество можно легко удалить с поверхности, например, нагреванием или понижением давления (этот процесс называется десорбцией). Физическая адсорбция неспецифична, то есть на данной поверхности могут адсорбироваться различные вещества. Тепловой эффект этого процесса невелик и сравним с теплотой конденсации. Эффективность физической адсорбции возрастает при понижении температуры.

2. Химическая адсорбция (хемосорбция)

Происходит в результате образования химических связей (ковалентных, ионных) между молекулами адсорбата и поверхностью адсорбента. Хемосорбция напоминает химическую реакцию, протекающую на поверхности. Она специфична, то есть данный адсорбент поглощает только определенные вещества, с которыми он способен химически взаимодействовать. Процесс часто бывает необратимым или требует значительных затрат энергии для удаления адсорбата. Тепловой эффект хемосорбции значительно выше, чем у физической, и сопоставим с теплотой химических реакций. Как правило, для протекания хемосорбции требуется активация (повышение температуры).

Примеры адсорбции:

- Использование активированного угля в фильтрах для очистки воды и воздуха, а также в противогазах для поглощения токсичных газов.
- Применение силикагеля в качестве осушителя для поглощения влаги из воздуха.
- Процессы гетерогенного катализа, где реакция ускоряется за счет адсорбции реагентов на поверхности твердого катализатора.
- Осветление сахарных сиропов и растительных масел путем адсорбции красящих примесей на специальных глинах или угле.

Ответ: Адсорбция — это процесс поглощения вещества из газовой или жидкой фазы поверхностью твердого тела или жидкости, называемого адсорбентом.

5. Продукция коксохимического производства:

1) [ ] [ ] [ ] [ ]

2) [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

3) [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

4) [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

Решение

Коксохимическое производство — это процесс высокотемпературной переработки каменного угля без доступа воздуха (коксование), в результате которого получают несколько ценных продуктов. Задание предлагает вписать названия этих продуктов в клетки, количество которых соответствует количеству букв в названии.

1) Основным твердым продуктом коксохимического производства является кокс. Он представляет собой высокоуглеродистый пористый материал, используемый в основном в доменном производстве в качестве топлива и восстановителя железной руды. Слово "кокс" состоит из 4 букв, что соответствует количеству клеток в задании.

Ответ: Кокс.

2) Газообразным продуктом является коксовый газ. Это горючий газ, состоящий преимущественно из водорода ($H_2$), метана ($CH_4$), оксида углерода ($CO$). После очистки он используется как промышленное и бытовое топливо, а также как сырье для химического синтеза. Словосочетание "коксовый газ" состоит из 11 букв.

Ответ: Коксовый газ.

3) При охлаждении летучих продуктов коксования конденсируется жидкая смесь — каменноугольная смола. Это сложная смесь нескольких сотен органических соединений, в основном ароматических углеводородов и их производных. Она служит ценным сырьем для химической промышленности. Словосочетание "каменноугольная смола" состоит из 19 букв.

Ответ: Каменноугольная смола.

4) Из коксового газа улавливают легкокипящую фракцию — сырой бензол. Он является смесью ароматических углеводородов: бензола, толуола, ксилолов и других. После разделения на компоненты используется в органическом синтезе для получения пластмасс, синтетических волокон, растворителей. Словосочетание "сырой бензол" состоит из 10 букв.

Ответ: Сырой бензол.