Страница 68 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Вариант 1

1. Работу начните со сборки прибора для получения газов и проверки его герметичности. Для этого используйте подготовленную учителем пробирку-реактор с перманганатом калия. Положите в неё небольшой ватный тампон как можно ближе к отверстию, чтобы пылевидное твёрдое вещество через газоотводную трубку не попало в сосуд-приёмник для кислорода.

Собранный прибор поместите в ладонь, а конец газоотводной трубки опустите в воду. Согрейте пробирку ладонью.

Появление пузырьков воздуха указывает на герметичность прибора.

2. Закрепите пробирку-реактор с веществом в лабораторном штативе, регулируя её положение так, чтобы конец газоотводной трубки доходил до дна сосуда-приёмника для кислорода.

3. Зажгите спиртовку, прогрейте пробирку-реактор, равномерно перемещая спиртовку по всей её длине. Затем установите спиртовку под ту часть пробирки, где находится перманганат калия.

Нагрейте пробирку-реактор, собирая выделяющийся кислород вытеснением воздуха из сосуда. Почему кислород собирают именно так?

4. Приготовьте тлеющую лучинку. Проверьте наличие кислорода в сосуде. Для этого тлеющую лучинку опустите в сосуд. Что наблюдаете?

5. По окончании опыта погасите спиртовку и оформите отчёт по следующей форме:

Используйте эту форму и при выполнении других работ.

Вариант 2

1. Работу начните со сборки прибора для получения газов и проверки его герметичности.

Для этого собранный прибор поместите в ладонь, а конец газоотводной трубки опустите в воду. Согрейте пробирку ладонью.

Появление пузырьков воздуха указывает на герметичность прибора.

2. Выньте пробку с газоотводной трубкой, налейте в пробирку 3–4 мл аптечного препарата перекиси водорода, добавьте небольшое количество оксида марганца(IV) (на кончике шпателя).

Быстро закройте пробирку-реактор пробкой и конец газоотводной трубки опустите в сосуд-приёмник. Что наблюдаете?

3. Соберите выделяющийся кислород вытеснением воздуха из сосуда.

Почему кислород собирают именно так?

4. Приготовьте тлеющую лучинку.

Проверьте наличие кислорода в сосуде. Для этого тлеющую лучинку опустите в сосуд. Что наблюдаете?

Какую роль в эксперименте играет оксид марганца(IV)?

По завершении работы оформите отчёт.

Что наблюдаете при смешивании перекиси водорода и оксида марганца(IV)?

При добавлении небольшого количества порошка оксида марганца(IV) к аптечному препарату перекиси водорода начинается бурная химическая реакция, которая сопровождается интенсивным выделением бесцветного газа без запаха. Пробирка, в которой происходит реакция, может незначительно нагреться, так как реакция является экзотермической. Выделяющийся газ – это кислород, образующийся в результате каталитического разложения пероксида водорода. Уравнение реакции: $2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow$

Ответ: Наблюдается бурное выделение бесцветного газа.

Почему кислород собирают именно так (вытеснением воздуха)?

Кислород собирают методом вытеснения воздуха, потому что его плотность больше плотности воздуха. Молярная масса кислорода ($O_2$) составляет $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль. Средняя молярная масса воздуха, состоящего в основном из азота ($N_2$, M=28 г/моль) и кислорода ($O_2$, M=32 г/моль), составляет примерно $M(\text{воздуха}) \approx 29$ г/моль. Поскольку кислород тяжелее воздуха, он опускается на дно сосуда-приёмника и, по мере его заполнения, вытесняет более лёгкий воздух вверх и наружу. Этот способ называется методом вытеснения воздуха (или downward delivery).

Ответ: Кислород собирают вытеснением воздуха, так как он тяжелее воздуха.

Что наблюдаете при внесении тлеющей лучинки в сосуд?

При внесении тлеющей лучинки в сосуд, в который был собран кислород, лучинка мгновенно ярко вспыхивает и загорается. Это качественная реакция на кислород. Яркое возгорание происходит потому, что кислород является сильным окислителем и активно поддерживает процесс горения. Концентрация кислорода в собранном газе близка к 100%, что значительно выше, чем в атмосферном воздухе (около 21%), поэтому горение происходит намного интенсивнее.

Ответ: Тлеющая лучинка, внесённая в сосуд с кислородом, ярко вспыхивает.

Какую роль в эксперименте играет оксид марганца(IV)?

Оксид марганца(IV) ($MnO_2$) в данном эксперименте выполняет роль катализатора. Катализатор – это вещество, которое ускоряет скорость химической реакции, но само в ходе реакции не расходуется и не входит в состав её продуктов. Разложение перекиси водорода в обычных условиях протекает очень медленно. Добавление оксида марганца(IV) многократно увеличивает скорость реакции, что позволяет быстро получить значительное количество кислорода в лабораторных условиях.

Ответ: Оксид марганца(IV) является катализатором, ускоряющим реакцию разложения перекиси водорода.