Страница 88 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Практическая работа 3. Получение и свойства кислорода

● Повторите правила техники безопасности при работе в химическом кабинете.

1. Получение и собирание кислорода

а) Соберите прибор, как показано на рисунке 26 (с. 77), и проверьте его на герметичность. В пробирку насыпьте перманганат калия примерно на $1/4$ её объёма и у отверстия пробирки положите рыхлый комочек ваты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Закрепите пробирку в лапке штатива так, чтобы конец газоотводной трубки почти доходил до дна стакана или цилиндра, в котором будет собираться кислород.

В пламени спиртовки сначала обогрейте всю пробирку, а затем нагревайте её дно.

Полноту заполнения стакана (цилиндра) кислородом проверяйте тлеющей лучинкой. Как только сосуд наполнится кислородом, закройте его картоном или стеклянной пластинкой.

б) Соберите прибор, как показано на рисунке 27 (с. 77), и проверьте его на герметичность. В сосуд с водой опрокиньте пробирку с водой (или цилиндр, закрытый стеклянной пластинкой). Затем пробирку (цилиндр) с водой наденьте на конец газоотводной трубки и нагревайте пробирку с перманганатом калия. Когда сосуд заполнится кислородом, закройте его под водой стеклянной пластинкой.

2. Горение в кислороде угля и серы

а) Положите в железную ложечку кусочек древесного угля и раскалите его в пламени спиртовки. Затем ложечку с тлеющим углем внесите в сосуд с кислородом и наблюдайте за происходящим. Когда горение прекратится, влейте в сосуд немного известковой воды и взболтайте. Почему известковая вода мутнеет? Запишите уравнение реакции горения угля.

б) В железную ложечку положите кусочек серы и подожгите его в пламени спиртовки. (Опыт проводится в вытяжном шкафу!) Понаблюдайте, как сера горит на воздухе. Затем поместите горящую серу в сосуд с кислородом. Как изменилось пламя? Почему? Запишите уравнение реакции горения серы.

3. Отчёт о работе оформите в виде таблицы (см. § 5).

1. Получение и собирание кислорода

а) При нагревании перманганата калия ($KMnO_4$) происходит реакция его разложения с выделением газообразного кислорода. Кислород собирают в стакан или цилиндр методом вытеснения воздуха. Этот способ основан на том, что кислород немного тяжелее воздуха (молярная масса $O_2$ равна 32 г/моль, а средняя молярная масса воздуха – около 29 г/моль), поэтому он опускается на дно сосуда, вытесняя воздух вверх. Полноту заполнения сосуда проверяют с помощью тлеющей лучинки: в среде чистого кислорода она ярко вспыхивает.

Ответ: Кислород получают реакцией разложения перманганата калия ($2KMnO_4 \\xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \\uparrow$) и собирают методом вытеснения воздуха, так как кислород тяжелее воздуха.

б) Кислород также можно собрать методом вытеснения воды. Для этого сосуд-приёмник заполняют водой и переворачивают в кристаллизаторе, также наполненном водой. Газоотводную трубку от прибора для получения кислорода подводят под отверстие сосуда. Выделяющийся кислород, будучи практически нерастворимым в воде, вытесняет её из сосуда. Этот метод позволяет получить более чистый кислород, чем при вытеснении воздуха.

Ответ: Кислород собирают методом вытеснения воды, так как он очень плохо растворяется в воде.

2. Горение в кислороде угля и серы

Решение

а) Тлеющий уголёк (углерод), внесённый в сосуд с кислородом, сгорает очень быстро и ярко, разбрасывая искры. После сгорания угля в сосуд добавляют известковую воду ($Ca(OH)_2$) и взбалтывают. Наблюдается помутнение известковой воды. Это происходит потому, что продукт горения угля — углекислый газ ($CO_2$) — реагирует с гидроксидом кальция с образованием нерастворимого осадка белого цвета — карбоната кальция ($CaCO_3$).

Ответ: Известковая вода мутнеет, так как образующийся при горении угля углекислый газ ($CO_2$) вступает в реакцию с гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$) с образованием нерастворимого белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$). Уравнение реакции горения угля: $C + O_2 \\xrightarrow{t} CO_2$. Уравнение реакции с известковой водой: $CO_2 + Ca(OH)_2 \\rightarrow CaCO_3 \\downarrow + H_2O$.

б) На воздухе сера горит медленно, тусклым синим пламенем. При внесении в сосуд с чистым кислородом горение становится гораздо более интенсивным: сера сгорает ярким сине-фиолетовым пламенем. При этом образуется сернистый газ ($SO_2$) с резким запахом. Изменение пламени и интенсивности горения объясняется тем, что в чистом кислороде концентрация окислителя значительно выше, чем в воздухе (где кислорода около 21%). Увеличение концентрации одного из реагентов (в данном случае кислорода) приводит к существенному увеличению скорости химической реакции.

Ответ: В кислороде пламя стало ярче и интенсивнее, потому что скорость реакции горения напрямую зависит от концентрации реагентов. В чистом кислороде концентрация окислителя выше, чем в воздухе, поэтому горение происходит активнее. Уравнение реакции горения серы: $S + O_2 \\xrightarrow{t} SO_2$.