Практическая работа №2, страница 84 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Практическая работа №2

Получение водорода и изучение его свойств

Цель: знать свойства водорода как восстановителя и уметь получить его.

Реактивы

$Zn, H_2SO_4(1:5), H_2O, HCl$ (разб.)

Химическая посуда и оборудование

Штатив, пробирка, пробирка с газоотводной трубкой, спиртовка, спички, кристаллизатор

1. Соберите прибор, как показано на рисунке 23, б (с. 79), и проверьте его на герметичность.

2. В пробирку поместите 3 гранулы цинка, через воронку налейте раствор соляной кислоты и плотно закройте пробкой с газоотводной трубкой.

3. Водород соберите в перевернутую вверх дном пробирку методом вытеснения воды либо воздуха. Как только пробирка наполнится газом, закройте ее стеклянной пластинкой и поднесите к пламени спиртовки. Что при этом наблюдается?

Вопросы и задания.

1. Почему водород собирают в перевернутую вверх дном пробирку?

2. Напишите уравнение реакции получения водорода.

3. Как практически определяют чистоту выделившегося водорода?

4. Напишите уравнение реакции горения водорода на основе проведенного опыта.

1. Водой, практически не содержащей примесей, является дистиллированная вода. Её получают путем дистилляции (перегонки), в ходе которой вода испаряется, а все нелетучие примеси (соли, минералы) остаются. Затем чистый водяной пар конденсируется.

Остальные виды воды содержат различные примеси:

• а) дождевая вода – содержит растворенные газы из атмосферы и частицы пыли.
• в) питьевая вода – содержит растворенные минеральные соли, полезные для организма.
• г) морская вода – отличается высоким содержанием растворенных солей (в среднем 35 г/л).
• е) речная вода – содержит как растворенные вещества, так и взвешенные частицы (ил, песок).

Ответ: б) дистиллированная вода.

2. Дано:

Давление $p = 101,3 \text{ кПа}$

Перевод в СИ:

Давление $101,3 \text{ кПа}$ равно $101,3 \times 10^3 \text{ Па}$ или $101300 \text{ Па}$. Это значение соответствует нормальному атмосферному давлению.

Найти:

$t_{кип}$ – температура кипения воды, $t_{зам}$ – температура замерзания воды.

Решение:

Температурная шкала Цельсия исторически основана на фазовых переходах воды именно при нормальном атмосферном давлении ($101,325 \text{ кПа}$).

Температура замерзания воды, то есть её переход из жидкого состояния в твёрдое (лёд), при этом давлении принята за $0 \text{ °C}$.

Температура кипения воды, то есть её интенсивный переход в газообразное состояние (пар) по всему объёму, при этом давлении составляет $100 \text{ °C}$.

Ответ: Температура кипения воды при давлении $101,3 \text{ кПа}$ составляет $100 \text{ °C}$, а температура замерзания – $0 \text{ °C}$.

3. Воду используют для тушения пожаров благодаря сочетанию её уникальных физических свойств, широкой доступности и низкой стоимости. Ключевых факторов несколько:

• Высокая удельная теплоёмкость. Вода обладает одной из самых высоких удельных теплоёмкостей ($c \approx 4200 \mathrm{Дж/(кг \cdot °C)}$). Это значит, что для своего нагрева вода поглощает большое количество теплоты от горящего предмета, эффективно охлаждая его ниже температуры воспламенения.
• Высокая удельная теплота парообразования. При испарении вода поглощает огромное количество энергии ($L \approx 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$). Этот процесс, происходящий на поверхности горящего материала, вызывает его резкое и сильное охлаждение, что является главным тушащим фактором.
• Изоляция от кислорода. При испарении из 1 литра воды образуется около 1700 литров пара. Облако водяного пара обволакивает очаг горения, вытесняет кислород (окислитель) и прекращает доступ воздуха к пламени, что приводит к его затуханию.

Ответ: Воду используют для тушения пожаров, потому что она эффективно охлаждает горящие материалы за счет высокой теплоемкости и теплоты парообразования, а образующийся пар изолирует очаг горения от кислорода.