Лабораторный опыт № 4, страница 15 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Наблюдение трёх агрегатных состояний воды. Лабораторные опыты - страница 15.

Условие.

Лабораторный опыт № 4. Наблюдение трёх агрегатных состояний воды

Цель: наблюдение и объяснение трёх агрегатных состояний воды.

Оборудование и реактивы: лабораторный штатив с кольцом, фарфоровая чашечка для выпаривания, спиртовка, спички, кусочек льда.

Задание.

Провести опыты с водой и исследовать три её агрегатных состояния (твёрдое, жидкое, газообразное).

Инструкция

1. Положите кусочек льда в фарфоровую чашку, помещённую на кольцо лабораторного штатива.

2. Нагревайте чашку со льдом до перехода воды в жидкое состояние. Какое явление (физическое или химическое) вы наблюдали? Дайте пояснения.

3. Продолжайте нагревать чашку с водой до полного выкипания воды. Какое явление в этом случае (физическое или химическое) вы наблюдали? Дайте пояснения.

4. Ответьте на вопросы.

◆ В каких агрегатных состояниях может существовать вода?

◆ Какие переходы из одного состояния в другое вы наблюдали у воды? Оформите отчёт в виде таблицы.

Что делали	Что наблюдали	Выводы

5. Сделайте вывод о различии в строении воды в трёх агрегатных состояниях.

Дополнительные задания

1. Простое вещество иод — кристаллы серо-фиолетового цвета. При возгонке иода образуются фиолетовые пары этого вещества («иод» в переводе с греческого означает «фиолетовый»). Объясните, что происходит с иодом при нагревании.

2. Объясните образование росы на траве.

Решение.

Решение 2.

2. Нагревайте чашку со льдом до перехода воды в жидкое состояние. Какое явление (физическое или химическое) вы наблюдали? Дайте пояснения.

При нагревании чашки со льдом мы наблюдаем процесс таяния, в результате которого твердое вещество (лед) переходит в жидкое (воду). Это физическое явление.
Пояснение: В ходе этого процесса изменяется только агрегатное состояние вещества, но не его химический состав. Молекулы воды ($H_2O$) как во льду, так и в жидкой воде, имеют одинаковое строение. При плавлении разрушается кристаллическая решетка льда, и молекулы получают возможность свободно перемещаться друг относительно друга, но состав самого вещества не меняется.

Ответ: Наблюдаемое явление — плавление льда. Это физическое явление, так как изменяется агрегатное состояние вещества, а не его химический состав.

3. Продолжайте нагревать чашку с водой до полного выкипания воды. Какое явление в этом случае (физическое или химическое) вы наблюдали? Дайте пояснения.

При дальнейшем нагревании вода в чашке закипает и постепенно превращается в пар, пока вся жидкость не испарится. Этот процесс называется парообразованием (или кипением). Это также физическое явление.
Пояснение: Как и в случае с плавлением, изменяется только агрегатное состояние воды — с жидкого на газообразное (пар). Химический состав вещества ($H_2O$) остается неизменным. Молекулы воды при кипении получают достаточно энергии, чтобы преодолеть силы взаимного притяжения в жидкости и свободно разлететься в виде газа.

Ответ: Наблюдаемое явление — кипение (испарение) воды. Это физическое явление, поскольку меняется только агрегатное состояние, но не химический состав воды.

4. Ответьте на вопросы.

В каких агрегатных состояниях может существовать вода?

Вода может существовать в трёх основных агрегатных состояниях: твердом (лёд), жидком (вода) и газообразном (водяной пар).

Ответ: Вода может существовать в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Какие переходы из одного состояния в другое вы наблюдали у воды? Оформите отчёт в виде таблицы.

Что делали	Что наблюдали	Выводы
Нагревали кусочек льда в фарфоровой чашке.	Лёд таял, превращаясь в жидкую воду.	При нагревании происходит переход вещества из твердого состояния в жидкое. Этот процесс называется плавлением. Это физическое явление.
Продолжали нагревать чашку с образовавшейся водой.	Вода закипела, начала бурно испаряться в виде пара и со временем полностью выкипела.	При дальнейшем нагревании происходит переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Этот процесс называется парообразованием (кипением). Это физическое явление.

5. Сделайте вывод о различии в строении воды в трёх агрегатных состояниях.

Различие в строении воды в трёх агрегатных состояниях заключается в расположении, характере движения и взаимодействии её молекул.

• В твердом состоянии (лёд): Молекулы $H_2O$ расположены в строго определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. Они не могут свободно перемещаться, а лишь совершают колебательные движения около своих положений в узлах решетки. Расстояния между молекулами фиксированы.
• В жидком состоянии (вода): Кристаллическая решетка разрушена. Молекулы расположены близко друг к другу, но не имеют строгого порядка и могут свободно перемещаться друг относительно друга. Жидкость текуча и принимает форму сосуда, в котором находится.
• В газообразном состоянии (пар): Расстояния между молекулами очень велики (во много раз больше размеров самих молекул). Молекулы движутся хаотично и с большими скоростями, практически не взаимодействуя друг с другом. Газ занимает весь предоставленный ему объём.

Ответ: Различия в строении воды в трёх состояниях обусловлены разным расположением и характером движения молекул: упорядоченная структура и колебательное движение в твердом теле, близкое, но неупорядоченное расположение и свободное перемещение в жидкости, и большие расстояния и хаотичное движение в газе.

Дополнительные задания

1. Простое вещество иод — кристаллы серо-фиолетового цвета. При возгонке иода образуются фиолетовые пары этого вещества («иод» в переводе с греческого означает «фиолетовый»). Объясните, что происходит с иодом при нагревании.

При нагревании кристаллического иода ($I_2$) происходит процесс, называемый сублимацией или возгонкой. Это фазовый переход, при котором вещество переходит из твердого состояния сразу в газообразное, минуя жидкую фазу. Молекулы иода в кристалле получают достаточно тепловой энергии, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения в кристаллической решетке и перейти непосредственно в газовую фазу, образуя фиолетовые пары. Это физическое явление, так как химическая формула иода ($I_2$) не изменяется.

Ответ: При нагревании иод подвергается сублимации (возгонке) — прямому переходу из твердого состояния в газообразное.

2. Объясните образование росы на траве.

Образование росы — это процесс конденсации водяного пара. В воздухе всегда содержится некоторое количество воды в газообразном состоянии (водяной пар). В ночное или утреннее время поверхность земли и трава остывают быстрее воздуха. Когда теплый и влажный воздух соприкасается с холодной поверхностью травы, он также охлаждается. При понижении температуры способность воздуха удерживать водяной пар уменьшается. Когда температура воздуха достигает "точки росы", избыточный водяной пар конденсируется, превращаясь в мельчайшие капельки жидкой воды на холодных поверхностях. Это и есть роса.

Ответ: Роса образуется в результате конденсации водяного пара из воздуха на охлажденной поверхности травы, когда температура воздуха опускается до точки росы.