Номер 3, страница 74, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Газы в лаборатории часто сушат, пропуская их через концентрированную серную кислоту. Какие из перечисленных газов можно сушить указанным способом: азот, аммиак, хлор, хлористый водород, сероводород, кислород, сернистый газ, углекислый газ?

Решение

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) является эффективным осушающим средством, так как она активно поглощает пары воды. Однако, помимо водоотнимающих свойств, она является сильной кислотой и сильным окислителем. Поэтому для осушки газа концентрированной серной кислотой необходимо, чтобы газ не вступал с ней в химическую реакцию.

Рассмотрим каждый из предложенных газов:

1. Азот ($N_2$) – инертный газ, не проявляет ни кислотных, ни основных, ни восстановительных свойств в данных условиях. Он не реагирует с концентрированной серной кислотой. Следовательно, азот можно сушить серной кислотой.

2. Аммиак ($NH_3$) – газ с выраженными основными свойствами. Он вступает в реакцию нейтрализации с серной кислотой с образованием соли – сульфата аммония.

$2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$

Следовательно, аммиак нельзя сушить серной кислотой.

3. Хлор ($Cl_2$) – не реагирует с концентрированной серной кислотой в условиях осушки. Следовательно, хлор можно сушить серной кислотой.

4. Хлористый водород ($HCl$) – это кислотный газ. Он не вступает в реакцию с другой кислотой – серной. Следовательно, хлористый водород можно сушить серной кислотой.

5. Сероводород ($H_2S$) – сильный восстановитель (степень окисления серы -2). Он окисляется концентрированной серной кислотой (сильный окислитель).

$H_2S^{-2} + H_2S^{+6}O_4(\text{конц.}) \rightarrow S^0\downarrow + S^{+4}O_2\uparrow + 2H_2O$

Следовательно, сероводород нельзя сушить серной кислотой.

6. Кислород ($O_2$) – сам является окислителем и не реагирует с концентрированной серной кислотой. Следовательно, кислород можно сушить серной кислотой.

7. Сернистый газ ($SO_2$) – кислотный оксид, не реагирует с серной кислотой. Несмотря на то, что сернистый газ может быть окислен до $SO_3$, в условиях осушки при комнатной температуре эта реакция практически не идет. Следовательно, сернистый газ можно сушить серной кислотой.

8. Углекислый газ ($CO_2$) – кислотный оксид, не реагирует с серной кислотой. Следовательно, углекислый газ можно сушить серной кислотой.

Таким образом, для осушки концентрированной серной кислотой подходят газы, которые не обладают основными свойствами и не являются сильными восстановителями.

Ответ: Указанным способом можно сушить азот, хлор, хлористый водород, кислород, сернистый газ, углекислый газ.