Решение задачи: Получение и свойства водорода - Вариант 1

Работа 1. Получение и свойства водорода Вариант 1 Задание 1. Уравнения реакций: а) Взаимодействие цинка с раствором серной кислоты: \[ Zn + H_{2}SO_{4} \rightarrow ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow \] б) Взаимодействие кальция с водой: \[ Ca + 2H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2} + H_{2}\uparrow \] в) Взаимодействие водорода с хлором: \[ H_{2} + Cl_{2} \xrightarrow{h\nu} 2HCl \] г) Взаимодействие водорода с оксидом меди (II): \[ CuO + H_{2} \xrightarrow{t} Cu + H_{2}O \] Задание 2. Области применения водорода: 1. В химической промышленности для синтеза аммиака, метанола и хлороводорода (основано на химической активности). 2. В пищевой промышленности для гидрогенизации растительных жиров (получение маргарина). 3. В металлургии для восстановления металлов из их оксидов (основано на восстановительных свойствах). 4. В качестве экологически чистого топлива для ракетных двигателей и перспективного автотранспорта (основано на высокой теплотворной способности и образовании воды при горении). 5. Для сварки и резки металлов водородно-кислородным пламенем (основано на высокой температуре горения). Задание 3. Задача Дано: \( m(Fe) = 28 \) г Найти: \( V(H_{2}) - ? \) Решение: 1. Составим уравнение реакции взаимодействия железа с соляной кислотой: \[ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2}\uparrow \] 2. Вычислим количество вещества железа: Молярная масса железа \( M(Fe) = 56 \) г/моль. \[ n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{28 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль} \] 3. По уравнению реакции определим количество вещества водорода: Из уравнения видно, что из 1 моль \( Fe \) получается 1 моль \( H_{2} \). Следовательно, \( n(H_{2}) = n(Fe) = 0,5 \) моль. 4. Вычислим объем водорода при нормальных условиях (н. у.): Молярный объем газа \( V_{m} = 22,4 \) л/моль. \[ V(H_{2}) = n(H_{2}) \cdot V_{m} = 0,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 11,2 \text{ л} \] Ответ: \( V(H_{2}) = 11,2 \) л.