ВОПРОСЫ:
1. Почему перед проведением экспериментов с водородом его обязательно проверяют на чистоту?
Ответ: Перед проведением экспериментов с водородом его обязательно проверяют на чистоту, потому что смесь водорода с воздухом или кислородом в определённых соотношениях (например, 1:2 с кислородом) является взрывоопасной. Такая смесь называется «гремучим газом». Если водород нечистый, то при поджигании может произойти сильный взрыв, что опасно для жизни и здоровья.
2. Почему смесь водорода с кислородом в объемном соотношении 1:2 называют «гремучим газом»?
Ответ: Смесь водорода с кислородом в объемном соотношении 1:2 называют «гремучим газом» потому, что при поджигании этой смеси происходит очень быстрый и сильный взрыв. Это связано с тем, что водород и кислород в таком соотношении полностью реагируют друг с другом, образуя воду, с выделением большого количества энергии. Реакция выглядит так:
\[2H_2 + O_2 = 2H_2O\]3. Обоснуйте, почему водород можно собирать методом вытеснения воды.
Ответ: Водород можно собирать методом вытеснения воды, потому что он очень плохо растворяется в воде. Это свойство позволяет собирать газ над водой, так как он не будет значительно поглощаться ею.
4. Как следует держать пробирку — донышком вверх или вниз — при собирании водорода методом вытеснения воздуха? Обоснуйте свой ответ.
Ответ: При собирании водорода методом вытеснения воздуха пробирку следует держать донышком вверх. Это объясняется тем, что водород — самый лёгкий газ, легче воздуха в 14,5 раз. Поэтому он будет подниматься вверх и вытеснять более тяжёлый воздух из пробирки, которая находится в перевёрнутом положении.
5. Все ли металлы можно использовать для получения водорода при их взаимодействии с соляной кислотой? Обоснуйте свой ответ.
Ответ: Нет, не все металлы можно использовать для получения водорода при их взаимодействии с соляной кислотой. Для этого подходят только активные металлы, которые стоят в ряду активности металлов до водорода (например, цинк, железо, магний). Металлы, стоящие после водорода в ряду активности (например, медь, серебро, золото), не будут реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
6. Какие свойства водорода обусловливают его применение? Приведите соответствующие примеры.
Ответ: Применение водорода обусловлено следующими его свойствами:
- Легкость: Водород — самый лёгкий газ. Это свойство раньше использовалось для наполнения дирижаблей и аэростатов.
- Высокая теплотворная способность при горении: Водород горит с выделением большого количества тепла. Это позволяет использовать его как ракетное горючее.
- Восстановительные свойства: Водород способен восстанавливать многие металлы из их оксидов. Это свойство используется в металлургии для получения металлов (например, вольфрама из оксидов).
- Способность вступать в реакции с образованием важных веществ:
- Взаимодействие с азотом для получения аммиака (необходим для производства азотных удобрений, пластмасс, синтетических волокон, лекарств).
- Взаимодействие с хлором для получения хлороводорода.
- Взаимодействие с угарным газом для получения метилового спирта и других органических веществ из синтез-газа.
- Использование в производстве маргарина (гидрирование жиров).