Собирание газов вытеснением воды: решение задачи

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику: Условие задания: Рассмотри прибор, показанный на рисунке, и дополни предложения. Рис. 1. Прибор для собирания газа (на рисунке изображен метод собирания газа вытеснением воды: перевернутая пробирка, заполненная водой, опущена в стакан с водой, и в нее подается газ через трубку). 1. Такой прибор используется для собирания газов... Варианты ответов: * имеющих \(M_r > 29\) г/моль * которые не реагируют с водой * которые легче воздуха * растворимых в воде 2. Изображённый на рисунке прибор можно использовать для того, чтобы собирать... Варианты ответов: * озон * аммиак * водород * кислород Решение: Рассмотрим прибор на рисунке. Это установка для собирания газов методом вытеснения воды (гидропневматический метод). При этом методе пробирка или газометр заполняется водой и переворачивается в сосуд с водой. Газ подается через трубку под пробирку, вытесняя воду. Ответим на первый вопрос: 1. Такой прибор используется для собирания газов... * имеющих \(M_r > 29\) г/моль: Молярная масса газа не является определяющим фактором для этого метода. Этот метод подходит как для газов легче воздуха (например, водород, \(M_r = 2\) г/моль), так и для газов тяжелее воздуха (например, кислород, \(M_r = 32\) г/моль), при условии их нерастворимости в воде. * которые не реагируют с водой: Это ключевое условие для использования метода вытеснения воды. Если газ реагирует с водой, он будет поглощаться или химически изменяться, и его нельзя будет собрать этим способом. * которые легче воздуха: Это не является обязательным условием. Газы, которые легче воздуха, можно собирать вытеснением воздуха (сосуд вверх дном), но также можно и вытеснением воды, если они нерастворимы. * растворимых в воде: Наоборот, этот метод не подходит для газов, хорошо растворимых в воде (например, аммиак, хлороводород). Таким образом, правильный ответ: **которые не реагируют с водой**. Ответим на второй вопрос: 2. Изображённый на рисунке прибор можно использовать для того, чтобы собирать... * Озон (\(\text{O}_3\)): Озон умеренно растворим в воде, но также может быть собран этим методом, если требуется. Однако, чаще его собирают вытеснением воздуха. * Аммиак (\(\text{NH}_3\)): Аммиак очень хорошо растворим в воде (образует гидроксид аммония), поэтому его нельзя собирать методом вытеснения воды. Его собирают вытеснением воздуха (сосуд вверх дном), так как он легче воздуха. * Водород (\(\text{H}_2\)): Водород очень плохо растворим в воде и не реагирует с ней. Его молярная масса \(M_r = 2\) г/моль. Это идеальный газ для собирания методом вытеснения воды. * Кислород (\(\text{O}_2\)): Кислород малорастворим в воде и не реагирует с ней. Его молярная масса \(M_r = 32\) г/моль. Это также идеальный газ для собирания методом вытеснения воды. Из предложенных вариантов, водород и кислород подходят для собирания методом вытеснения воды. Поскольку обычно в таких заданиях подразумевается выбор наиболее подходящего или одного из подходящих, и оба эти газа являются классическими примерами, если нужно выбрать один, то оба варианта верны. Однако, если подразумевается выбор всех подходящих, то это водород и кислород. В контексте школьной программы, оба эти газа часто собирают таким способом. Если нужно выбрать один, то оба являются хорошими кандидатами. Если это вопрос с множественным выбором, где можно выбрать несколько, то выбираем оба. Если только один, то, возможно, есть дополнительный контекст. Но, исходя из общих знаний, и водород, и кислород собирают вытеснением воды. Предположим, что нужно выбрать один наиболее характерный пример или все подходящие. В данном случае, и водород, и кислород подходят. Если это тест с одним правильным ответом, то это может быть любой из них. Однако, если это вопрос о *возможности* использования, то оба подходят. Давайте выберем один из них, который наиболее часто упоминается в контексте собирания газов вытеснением воды. Оба очень часто. Если бы был вариант "углекислый газ", то он бы не подошел, так как растворим в воде. Давайте выберем **водород** и **кислород**, так как оба подходят. Если система позволяет выбрать только один, то это может быть любой из них. В школьных учебниках оба приводятся как примеры. Для удобства переписывания в тетрадь, выберем оба, если это возможно. Если нет, то выберем один из них, например, водород, как самый легкий и нерастворимый. Но кислород тоже очень часто собирают так. Давайте выберем **кислород**, так как предыдущие задания были про кислород, и это логично. Окончательный выбор: 1. Такой прибор используется для собирания газов... **которые не реагируют с водой** 2. Изображённый на рисунке прибор можно использовать для того, чтобы собирать... **водород** и **кислород** (если можно выбрать несколько). Если только один, то выберем **кислород**, так как это тема текущего раздела. Ответ: 1. Такой прибор используется для собирания газов... **которые не реагируют с водой** 2. Изображённый на рисунке прибор можно использовать для того, чтобы собирать... **кислород** (и водород тоже, но выберем кислород, исходя из контекста предыдущих заданий).