Практическая работа: Получение водорода и изучение его свойств

Практическая работа: «Получение водорода и изучение его свойств» 1. Уравнение реакции получения водорода: \[ \overset{0}{Zn} + 2\overset{+1}{H}\overset{-1}{Cl} \rightarrow \overset{+2}{Zn}\overset{-1}{Cl_{2}} + \overset{0}{H_{2}}\uparrow \] Тип реакции: замещение (окислительно-восстановительная реакция). 2. Уравнение реакции горения водорода: \[ 2\overset{0}{H_{2}} + \overset{0}{O_{2}} \rightarrow 2\overset{+1}{H_{2}}\overset{-2}{O} \] Тип реакции: соединение (окислительно-восстановительная реакция). 3. Как правильно держать пробирку: Пробирку необходимо держать дном вверх. Это объясняется тем, что водород — самый легкий газ, его плотность значительно меньше плотности воздуха. Рассчитаем относительную плотность водорода по воздуху: \[ D_{возд}(H_{2}) = \frac{M(H_{2})}{M(возд)} \] \[ M(H_{2}) = 2 \text{ г/моль} \] \[ M(возд) \approx 29 \text{ г/моль} \] \[ D_{возд}(H_{2}) = \frac{2}{29} \approx 0,069 \] Так как \( 0,069 < 1 \), водород легче воздуха и будет скапливаться в верхней части перевернутой пробирки. 4. Уравнение реакции получения водорода в промышленности (конверсия метана): \[ CH_{4} + H_{2}O \xrightarrow{t, Ni} CO + 3H_{2} \] Или электролиз воды: \[ 2H_{2}O \xrightarrow{электрический ток} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow \] 5. Уравнения реакций восстановления оксидов водородом: а) Оксид ванадия (V): \[ V_{2}O_{5} + 5H_{2} \xrightarrow{t} 2V + 5H_{2}O \] б) Оксид вольфрама (VI): \[ WO_{3} + 3H_{2} \xrightarrow{t} W + 3H_{2}O \] в) Оксид железа (III): \[ Fe_{2}O_{3} + 3H_{2} \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_{2}O \] 6. Вывод: В ходе практической работы были изучены способы получения водорода в лаборатории (взаимодействие цинка с соляной кислотой) и его химические свойства (горение, восстановительная способность). Мы убедились, что водород легче воздуха, и научились проверять его на чистоту по характерному звуку при поджигании. Водород является важным стратегическим ресурсом, развитие технологий получения и использования которого способствует укреплению энергетической независимости и технологического суверенитета нашей страны.