Номер 167, страница 211 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.167. В пяти колбах находятся следующие газы: хлор, азот, кислород, сернистый газ, углекислый газ. Как их различить?

Решение

Для того чтобы различить газы, находящиеся в пяти колбах — хлор ($Cl_2$), азот ($N_2$), кислород ($O_2$), сернистый газ ($SO_2$) и углекислый газ ($CO_2$), необходимо провести ряд последовательных экспериментов, основанных на их характерных физических и химических свойствах.

Шаг 1. Определение газов по внешним признакам (цвет и запах).

В первую очередь следует осмотреть колбы и осторожно проверить запах газов (соблюдая технику безопасности, направляя газ к носу движением ладони).
• Колба с желто-зеленым газом содержит хлор ($Cl_2$), который также обладает резким, удушливым запахом.
• Среди оставшихся бесцветных газов по характерному резкому запаху горелой спички определяется сернистый газ ($SO_2$).
После этого шага остаются три колбы с бесцветными и не имеющими запаха газами: кислородом, азотом и углекислым газом.

Шаг 2. Определение кислорода с помощью тлеющей лучинки.

В каждую из трех оставшихся колб вносится тлеющая деревянная лучинка.
• В колбе, где лучинка ярко вспыхивает, находится кислород ($O_2$), так как он активно поддерживает горение.
• В колбах с азотом ($N_2$) и углекислым газом ($CO_2$) лучинка потухнет, поскольку эти газы горение не поддерживают.

Шаг 3. Различение углекислого газа и азота с помощью известковой воды.

Для идентификации двух последних газов используется качественная реакция на углекислый газ. Газ из каждой оставшейся колбы пропускают через известковую воду (насыщенный раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$).
• Тот газ, что вызывает помутнение известковой воды за счет образования белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$), является углекислым газом ($CO_2$). Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$.
• Газ, который не вызывает никаких изменений в известковой воде, — это азот ($N_2$), ввиду его химической инертности в данных условиях.

Ответ:

Чтобы различить газы, необходимо последовательно:
1. Определить хлор ($Cl_2$) по его желто-зеленому цвету.
2. Определить сернистый газ ($SO_2$) по характерному резкому запаху.
3. Определить кислород ($O_2$) по тому, что он заставляет тлеющую лучинку ярко вспыхнуть.
4. Различить оставшиеся два газа с помощью известковой воды: углекислый газ ($CO_2$) вызовет помутнение, а азот ($N_2$) не вызовет реакции.