Номер 3, страница 71 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. В трех закрытых пробками одинаковых колбах находятсяпо 1 моль: а) водород; б) кислород; в) углекислый газ. Как можно их распознать, не открывая колбы?

Чтобы распознать газы в колбах, не открывая их, можно использовать различие в их физических свойствах. Все три газа (водород, кислород, углекислый газ) бесцветны, поэтому визуально их не различить. Однако, поскольку в каждой колбе находится одинаковое количество вещества (1 моль), их массы будут различаться из-за разницы в молярных массах. Следовательно, для распознавания газов достаточно взвесить колбы на точных весах.

Дано:

Количество вещества водорода: $n(H_2) = 1$ моль

Количество вещества кислорода: $n(O_2) = 1$ моль

Количество вещества углекислого газа: $n(CO_2) = 1$ моль

Найти:

Способ распознавания газов в закрытых колбах.

Решение:

Поскольку колбы одинаковы, разница в их общей массе будет обусловлена только массой содержащегося в них газа. Массу газа можно рассчитать по формуле $m = n \cdot M$, где $\text{n}$ – количество вещества, а $\text{M}$ – молярная масса.

1. Найдем молярные массы газов, используя периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева (с округлением до целых):

Молярная масса водорода ($H_2$): $M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль

Молярная масса кислорода ($O_2$): $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль

Молярная масса углекислого газа ($CO_2$): $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль

2. Рассчитаем массу 1 моль каждого газа:

Масса водорода: $m(H_2) = 1 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 2$ г

Масса кислорода: $m(O_2) = 1 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 32$ г

Масса углекислого газа: $m(CO_2) = 1 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 44$ г

Таким образом, массы газов в колбах различны. Сравнив массы колб путем взвешивания, можно однозначно определить, в какой колбе находится какой газ.

а) водород

Колбу с водородом можно идентифицировать как самую легкую из трех. Это связано с тем, что водород имеет наименьшую молярную массу ($M(H_2) = 2$ г/моль) среди представленных газов.

Ответ: Колба с водородом будет иметь наименьшую массу.

б) кислород

Колба с кислородом будет иметь массу, промежуточную между двумя другими. Молярная масса кислорода ($M(O_2) = 32$ г/моль) больше молярной массы водорода, но меньше молярной массы углекислого газа.

Ответ: Колба с кислородом будет иметь среднюю массу по сравнению с двумя другими.

в) углекислый газ

Колба с углекислым газом будет самой тяжелой. Углекислый газ имеет наибольшую молярную массу ($M(CO_2) = 44$ г/моль) из трех газов.

Ответ: Колба с углекислым газом будет иметь наибольшую массу.