Лабораторный опыт 13, страница 72 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 15. Водород. Глава 2. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии - страница 72.

Лабораторный опыт 13

Соберите прибор для получения газов, проверьте его герметичность. В пробирку поместите 1—2 гранулы цинка и добавьте 2 мл соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Что наблюдаете? На конец газоотводной трубки, обращённой вверх, наденьте пустую пробирку. Через 1—2 минуты поднимите её и, не переворачивая, поднесите к пламени спиртовки. Что наблюдаете? Что можно сказать о чистоте собранного водорода? Запишите уравнения реакций.

Водород распознают по характерному хлопку при поджигании (рис. 55). Если водород достаточно чистый, хлопок глухой, если водород загрязнён примесью воздуха, раздаётся хлопок-взрыв с характерным «лающим» звуком. Проводить такой эксперимент можно только с небольшим объёмом водорода. Смесь водорода с кислородом в соотношении 2 : 1 или с воздухом в соотношении 2 : 5 при взрыве обладает огромной разрушительной силой, поэтому называется «гремучий газ».

Химические свойства водорода.

1. Взаимодействие водорода с кислородом сопровождается выделением большого количества теплоты, а значит, водород может использоваться в качестве топлива:

$$2\text{H}_2 + \text{O}_2 = 2\text{H}_2\text{O}$$

Реакция горения лежит в основе водородной резки и сварки металлов (рис. 56).

2. Водород взаимодействует с неметаллами, например с серой, образуя ядовитый газ с запахом тухлых яиц — сероводород:

$$\text{H}_2 + \text{S} \stackrel{t}{=} \text{H}_2\text{S}\uparrow$$

3. Водород способен восстанавливать металлы из их оксидов, например:

$$\text{H}_2 + \text{CuO} \stackrel{t}{=} \text{Cu} + \text{H}_2\text{O}$$

Применение водорода. Водород — важнейшее химическое вещество, имеющее большое практическое значение. Он эффективное ракетное топливо, а в перспективе и автомобильное. Водород применяют для получения соляной кислоты, аммиака, газовой резки и сварки металлов, для получения чистых металлов.

В ходе выполнения лабораторного опыта происходят следующие наблюдения и процессы:

Что наблюдаете? (после добавления соляной кислоты к цинку)

При добавлении 2 мл соляной кислоты ($HCl$) к 1-2 гранулам цинка ($Zn$) в пробирке начинается бурная химическая реакция. Наблюдается интенсивное выделение пузырьков бесцветного газа с поверхности металла. Этот выделяющийся газ — водород ($H_2$). Пробирка, в которой протекает реакция, может нагреваться, что свидетельствует об экзотермическом характере процесса (реакция идет с выделением тепла).
Ответ: Наблюдается выделение пузырьков газа и нагревание пробирки.

Что наблюдаете? (при поднесении пробирки с водородом к пламени)

Когда пробирку с собранным газом подносят к пламени спиртовки, раздается громкий звук. Поскольку водород собирался методом вытеснения воздуха, в пробирке образовалась его смесь с воздухом (который содержит около 21% кислорода). Такая смесь водорода и кислорода взрывоопасна и называется "гремучий газ". При поджигании этой смеси происходит микровзрыв, который сопровождается характерным резким, "лающим" хлопком.
Ответ: Раздается громкий "лающий" хлопок.

Что можно сказать о чистоте собранного водорода?

Резкий, "лающий" хлопок является качественным признаком того, что собранный водород нечистый и смешан с воздухом. Согласно информации из учебника, чистый водород горит спокойно или с глухим хлопком. Громкий звук взрыва указывает на наличие "гремучей смеси". Для получения чистого водорода необходимо некоторое время выпускать газ из газоотводной трубки, чтобы он вытеснил весь воздух из прибора, и только потом начинать сбор в пробирку.
Ответ: Собранный водород является нечистым, так как он смешан с воздухом, образуя "гремучий газ".

Запишите уравнения реакций

В ходе опыта протекают две химические реакции:
1. Получение водорода в результате реакции замещения между цинком и соляной кислотой:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$
2. Горение водорода в кислороде воздуха (реакция, вызывающая хлопок):
$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$
Ответ: Уравнения реакций: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$ (получение водорода) и $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$ (горение водорода).