Номер 11, страница 76, часть III - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

11. В трех закрытых цилиндрах находятся газы: кислород, углекислый газ, сероводород. Как различить эти газы по физическим свойствам? Как подтвердить химическими опытами, какой именно газ находится в каждом из цилиндров?

Как различить эти газы по физическим свойствам?

Для различения данных газов по физическим свойствам в первую очередь следует обратить внимание на их запах. Газы в цилиндрах — кислород ($O_2$), углекислый газ ($CO_2$) и сероводород ($H_2S$).

1. Сероводород ($H_2S$) можно легко идентифицировать по его характерному резкому и неприятному запаху тухлых яиц. Это его главное отличительное физическое свойство. Следует соблюдать осторожность, так как сероводород ядовит.

2. Кислород ($O_2$) и углекислый газ ($CO_2$) являются газами без цвета и запаха. Поэтому различить их между собой только по этим органолептическим свойствам невозможно.

Также газы различаются по плотности относительно воздуха (средняя молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль). Молярные массы газов: $M(O_2) = 32$ г/моль, $M(H_2S) = 34$ г/моль, $M(CO_2) = 44$ г/моль. Все три газа тяжелее воздуха, причем углекислый газ — значительно. Однако определить газ по плотности без специальных приборов затруднительно.

Ответ: Сероводород можно отличить от кислорода и углекислого газа по характерному запаху тухлых яиц. Кислород и углекислый газ по основным физическим свойствам (цвет, запах) неразличимы.

Как подтвердить химическими опытами, какой именно газ находится в каждом из цилиндров?

Для химической идентификации каждого газа необходимо провести качественные реакции. Предлагается следующий план действий:

1. Определение сероводорода ($H_2S$): Отобрать пробы газа из каждого цилиндра и пропустить их через раствор соли свинца(II), например, ацетата свинца ($Pb(CH_3COO)_2$) или нитрата свинца ($Pb(NO_3)_2$). В цилиндре с сероводородом будет наблюдаться образование черного осадка сульфида свинца ($PbS$).

Уравнение реакции: $H_2S + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbS\downarrow + 2HNO_3$

2. Определение углекислого газа ($CO_2$): Пробы газов из двух оставшихся цилиндров пропустить через известковую воду (насыщенный раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$). Тот газ, который вызовет помутнение раствора из-за образования белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$), является углекислым газом.

Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

3. Определение кислорода ($O_2$): Газ в последнем, третьем цилиндре — кислород. Для подтверждения этого в сосуд с пробой газа нужно внести тлеющую лучинку. Если лучинка ярко вспыхнет, это доказывает наличие кислорода, так как кислород — единственный из трех газов, который активно поддерживает горение.

Ответ: Сероводород определяется по образованию черного осадка ($PbS$) при пропускании через раствор соли свинца(II). Углекислый газ определяется по помутнению известковой воды (образование белого осадка $CaCO_3$). Кислород определяется по вспыхиванию тлеющей лучинки, внесенной в сосуд с газом.