Номер 97, страница 39 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.97. В трёх сосудах находятся пропан, пропен и водород. Как распознать содержимое каждого из сосудов?

Решение

Для того чтобы распознать содержимое каждого из трех сосудов, в которых находятся пропан, пропен и водород, необходимо провести качественные реакции, основанные на различиях в их химических свойствах.

Сначала следует идентифицировать пропен ($C_3H_6$). В отличие от пропана ($C_3H_8$) и водорода ($H_2$), пропен является непредельным углеводородом (алкеном) и содержит двойную связь. Это позволяет ему вступать в реакции присоединения. Для его обнаружения можно использовать бромную воду ($Br_2(aq)$) или раствор перманганата калия ($KMnO_4$). Отбирают пробы газа из каждого сосуда и пропускают их через бромную воду, которая имеет бурую окраску. В том сосуде, где находится пропен, произойдет обесцвечивание раствора из-за реакции присоединения брома по двойной связи с образованием бесцветного 1,2-дибромпропана:

$CH_2=CH-CH_3 + Br_2 \rightarrow CH_2(Br)-CH(Br)-CH_3$

Пропан и водород с бромной водой в данных условиях не реагируют. Таким образом, сосуд с пропеном будет однозначно определен.

Далее необходимо различить оставшиеся два газа: пропан и водород. Оба газа являются горючими, но их можно различить по характеру горения. Отбирают пробы газов из двух оставшихся сосудов в пробирки и подносят к их отверстиям горящую лучинку. Водород ($H_2$) сгорает с характерным резким "хлопающим" звуком, что является качественной реакцией на водород:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Пропан ($C_3H_8$), в свою очередь, горит спокойно, ровным пламенем, с образованием углекислого газа и воды:

$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$

Таким образом, по хлопку при горении определяют водород, а по спокойному горению — пропан.

Ответ:

Чтобы распознать содержимое сосудов, необходимо последовательно провести два эксперимента:
1. Пропустить пробы газов из всех трех сосудов через бромную воду. Газ, который обесцветит бромную воду, — это пропен.
2. Поджечь пробы газов из двух оставшихся сосудов. Газ, который сгорит с характерным хлопком, — это водород. Третий газ, который горит спокойно и не взаимодействовал с бромной водой, — это пропан.