Номер 6, страница 164 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. В сосуд, изображённый на рисунке, можно собрать каждый из двух газов, формулы которых

1) $CO_2$ и $CH_4$

2) $O_2$ и $NO_2$

3) $NH_3$ и $O_2$

4) $SO_2$ и $H_2$

На рисунке изображен метод собирания газа вытеснением воздуха. Сосуд (пробирка) расположен отверстием вверх, а газоотводная трубка опущена на дно. Этот способ подходит для собирания газов, которые тяжелее (плотнее) воздуха. Газ, поступая в сосуд, скапливается внизу и вытесняет находящийся в нем воздух, который легче.

Чтобы определить, какие из предложенных газов можно собрать таким методом, необходимо сравнить их молярные массы со средней молярной массой воздуха, которая составляет примерно $M_{возд} \approx 29$ г/моль. Газ можно собрать данным способом, если его молярная масса $M_{газа} > 29$ г/моль.

Решение

Рассчитаем молярные массы для газов в каждом из предложенных вариантов, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$, $Ar(N) = 14$, $Ar(S) = 32$.

1) CO₂ и CH₄

Молярная масса углекислого газа $CO₂$: $M(CO₂) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль.
$44 \text{ г/моль} > 29 \text{ г/моль}$, значит, $CO₂$ тяжелее воздуха.

Молярная масса метана $CH₄$: $M(CH₄) = 12 + 4 \cdot 1 = 16$ г/моль.
$16 \text{ г/моль} < 29 \text{ г/моль}$, значит, $CH₄$ легче воздуха.

Так как метан легче воздуха, его нельзя собрать этим способом. Пара не подходит.

2) O₂ и NO₂

Молярная масса кислорода $O₂$: $M(O₂) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.
$32 \text{ г/моль} > 29 \text{ г/моль}$, значит, $O₂$ тяжелее воздуха.

Молярная масса диоксида азота $NO₂$: $M(NO₂) = 14 + 2 \cdot 16 = 46$ г/моль.
$46 \text{ г/моль} > 29 \text{ г/моль}$, значит, $NO₂$ тяжелее воздуха.

Оба газа тяжелее воздуха, следовательно, их обоих можно собрать показанным на рисунке методом. Эта пара подходит.

3) NH₃ и O₂

Молярная масса аммиака $NH₃$: $M(NH₃) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль.
$17 \text{ г/моль} < 29 \text{ г/моль}$, значит, $NH₃$ легче воздуха.

Хотя кислород ($O_2$) тяжелее воздуха, аммиак легче. Поэтому эту пару газов нельзя собрать одним и тем же способом (методом вытеснения воздуха вверх). Пара не подходит.

4) SO₂ и H₂

Молярная масса диоксида серы $SO₂$: $M(SO₂) = 32 + 2 \cdot 16 = 64$ г/моль.
$64 \text{ г/моль} > 29 \text{ г/моль}$, значит, $SO₂$ тяжелее воздуха.

Молярная масса водорода $H₂$: $M(H₂) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.
$2 \text{ г/моль} < 29 \text{ г/моль}$, значит, $H₂$ значительно легче воздуха.

Так как водород легче воздуха, его нельзя собрать этим способом. Пара не подходит.

Таким образом, единственная пара, в которой оба газа тяжелее воздуха, — это кислород ($O₂$) и диоксид азота ($NO₂$).

Ответ: 2