Номер 5, страница 43 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Изображённый на рисунке способ собирания водорода основан на том, что водород

1) легче воздуха

2) тяжелее воздуха

3) растворим в воде

4) бесцветный

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть физические свойства водорода и основанные на них методы собирания газов. Хотя сам рисунок отсутствует, анализ предложенных вариантов ответа позволяет сделать однозначный вывод.

Существует два основных способа собирания газов в лабораторных условиях:

• Метод вытеснения воды. Этот способ подходит для газов, которые нерастворимы или малорастворимы в воде. Сосуд (например, пробирку или цилиндр) заполняют водой и переворачивают в кристаллизатор с водой. Газ по газоотводной трубке подают в перевернутый сосуд, где он, вытесняя воду, заполняет его.
• Метод вытеснения воздуха. Этот способ основан на различии в плотностях собираемого газа и воздуха.
  • Если газ легче воздуха, сосуд-приемник переворачивают вверх дном, и газ, поднимаясь вверх, вытесняет более тяжелый воздух вниз.
  • Если газ тяжелее воздуха, сосуд-приемник держат в обычном положении (дном вниз), и газ, опускаясь на дно, вытесняет более легкий воздух вверх.

Теперь проанализируем свойства водорода ($H_2$) и предложенные варианты ответа:

1) легче воздуха

Чтобы сравнить плотности газов, можно сравнить их молярные массы. Молярная масса водорода ($H_2$) составляет примерно $M(H_2) \approx 2 \text{ г/моль}$. Средняя молярная масса воздуха (смесь в основном из азота $N_2$ и кислорода $O_2$) составляет примерно $M(\text{воздуха}) \approx 29 \text{ г/моль}$.
Поскольку $2 \ll 29$, водород значительно легче воздуха. Это свойство позволяет собирать его методом вытеснения воздуха, располагая сосуд-приемник вверх дном. Следовательно, этот вариант описывает физическое свойство, на котором может быть основан способ собирания водорода.

2) тяжелее воздуха

Это утверждение неверно, так как молярная масса водорода намного меньше средней молярной массы воздуха.

3) растворим в воде

Это утверждение неверно. Водород очень плохо растворяется в воде (около 1,6 мг/л при 20°C). Именно его нерастворимость позволяет собирать его методом вытеснения воды. Если бы газ был растворим, этот метод был бы неэффективен.

4) бесцветный

Водород действительно является бесцветным газом. Однако это свойство не является основой для какого-либо метода его собирания. Многие газы бесцветны, и это не влияет на выбор способа их улавливания.

Вывод:

Из всех предложенных вариантов только тот факт, что водород легче воздуха, является физическим принципом, лежащим в основе одного из стандартных методов его собирания (вытеснение воздуха). Вероятнее всего, на отсутствующем рисунке был изображен именно этот метод: собирание водорода в перевернутую пробирку или колбу. Таким образом, правильный вариант ответа — 1.

Ответ: 1