Номер С, страница 83 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

C

1. Напишите уравнения реакций следующих превращений:

a $O_2 \xrightarrow{1} H_2o \xrightarrow{2} NaOH$ $\downarrow 3$ $H_2$

б $Ca \xrightarrow{1} CaCl_2$ $Ca \xrightarrow{2} CaO$ $Ca \xrightarrow{3} Ca(OH)_2$ $Ca \xleftarrow{4} CaH_2$

2. Сколько граммов оксида меди (II) можно восстановить водородом, объем которого равен 4,48 л (н. у.)?

Ответ: 16 г.

3. Сколько граммов водорода необходимо для восстановления 4 кг оксида меди (II)?

Ответ: 100 г $H_2$.

Утверждение в задании подчеркивает важное различие в химии между понятием «химический элемент» и «простое вещество». Это фундаментальное разграничение, которое необходимо для правильного понимания химических процессов и явлений. Давайте разберем его подробно.

Химический элемент

Химический элемент — это абстрактное, собирательное понятие. Это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра, то есть с одинаковым количеством протонов. Когда мы говорим «водород», имея в виду элемент, мы ссылаемся на все атомы во Вселенной, у которых в ядре находится один протон, независимо от того, в состав какого вещества они входят.

• Элемент — это то, что мы видим в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, где он обозначается символом (например, $H$ — водород, $O$ — кислород, $Fe$ — железо).
• Элементы могут входить в состав как простых, так и сложных веществ. Например, элемент водород ($H$) входит в состав простого вещества водорода ($H_2$) и сложного вещества воды ($H_2O$).
• Когда мы говорим о содержании элемента в чем-либо (например, «организм человека на 10% состоит из атомов водорода по количеству»), мы имеем в виду именно элемент — совокупность его атомов в различных соединениях.

Простое вещество

Простое вещество — это конкретная форма существования химического элемента в свободном состоянии. Это реальное вещество, которое можно охарактеризовать набором физических свойств (агрегатное состояние, температура плавления, плотность, цвет и т.д.). Простое вещество состоит из атомов только одного химического элемента.

• Простое вещество водород — это газ с химической формулой $H_2$. Он состоит из двухатомных молекул. Это реальный легкий, горючий газ без цвета и запаха.
• Простые вещества могут иметь разное строение: состоять из отдельных атомов (например, инертные газы, как гелий $He$, или металлы, как железо $Fe$), из молекул (как водород $H_2$, кислород $O_2$, озон $O_3$, сера $S_8$) или иметь атомную кристаллическую решетку (как алмаз и графит — простые вещества элемента углерода $C$).

Итог и другой пример

Таким образом, «элемент» отвечает на вопрос «из каких атомов состоит?», а «простое вещество» — на вопрос «в какой форме эти атомы существуют в свободном виде?».

Рассмотрим для закрепления пример с углеродом ($C$):

• Элемент углерод ($C$): вид атомов с 6 протонами в ядре. Входит в состав углекислого газа ($CO_2$), метана ($CH_4$), сахара ($C_{12}H_{22}O_{11}$) и всех органических соединений.
• Простые вещества, образованные элементом углеродом: это алмаз (очень твердое прозрачное вещество) и графит (мягкое, серо-черное вещество). Алмаз и графит — это два разных простых вещества, но оба они состоят только из атомов элемента углерода. Такое явление называется аллотропией.

Поэтому, когда вы читаете фразу «водород в реакции с кислородом образует воду», речь идет о простых веществах $H_2$ и $O_2$. А во фразе «молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода» речь идет о химических элементах.

Ответ:

Утверждение «водород — элемент ($H$), водород — простое вещество ($H_2$)» разграничивает два понятия. Элемент водород ($H$) — это вид атомов с зарядом ядра +1; это абстрактная классификационная единица, используемая для описания состава веществ (например, вода $H_2O$ состоит из элементов водорода и кислорода). Простое вещество водород ($H_2$) — это реальная физическая субстанция, газ, состоящий из двухатомных молекул, обладающий конкретными физическими и химическими свойствами (например, горючесть, плотность). Один и тот же химический элемент может образовывать одно или несколько простых веществ (явление аллотропии).