Номер 3, страница 42 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. В лаборатории водород получают с помощью реактивов, формулы которых:

1) Ca и $H_2O$

2) Zn и $HCl$

3) C и $H_2O$

4) Cu и $H_2SO_4(\text{разб.})$

Решение

Для того чтобы определить, какие из предложенных реагентов используются для получения водорода в лаборатории, необходимо проанализировать возможность протекания каждой реакции и её пригодность для лабораторных условий (безопасность, скорость, доступность реагентов и простота оборудования).

1) Ca и H₂O

Кальций является активным щелочноземельным металлом и энергично реагирует с водой, вытесняя из неё водород. Уравнение реакции:
$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$
Эта реакция протекает очень бурно, с большим выделением тепла, что делает её трудноуправляемой и небезопасной для использования в качестве стандартного лабораторного метода получения водорода.

2) Zn и HCl

Цинк – металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Он реагирует с разбавленными кислотами (например, с соляной кислотой HCl) с выделением водорода. Уравнение реакции:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$
Эта реакция является классическим, наиболее распространённым и удобным способом получения водорода в лаборатории. Реакция протекает с контролируемой скоростью, не требует нагревания и легко осуществляется в простом приборе (например, в аппарате Киппа).

3) C и H₂O

Углерод реагирует с водой (в виде пара) при очень высокой температуре (порядка 1000 °C) с образованием смеси угарного газа и водорода, называемой "водяной газ". Уравнение реакции:
$C + H_2O \xrightarrow{t^{\circ}} CO + H_2$
Этот метод является промышленным способом получения водорода и не применяется в лабораторных условиях из-за необходимости использования сложного оборудования и высоких температур.

4) Cu и H₂SO₄(разб.)

Медь (Cu) в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после водорода. Это означает, что медь неактивна по отношению к кислотам-неокислителям, к которым относится разбавленная серная кислота, и не может вытеснить из неё водород.
$Cu + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow \text{реакция не идет}$
Следовательно, водород в этой реакции не выделяется. (Медь реагирует только с концентрированной серной кислотой, но при этом выделяется не водород, а диоксид серы $SO_2$).

Таким образом, единственным подходящим лабораторным методом получения водорода из предложенных является реакция цинка с соляной кислотой.

2) Zn и HCl