Контрольная работа №2: Кислород, водород, вода - Решение

Контрольная работа № 2 «Кислород, водород, вода» 1. Физические свойства и нахождение в природе. Кислород: Физические свойства: газ без цвета, вкуса и запаха. Немного тяжелее воздуха. Малорастворим в воде. При температуре \( -183^{\circ}C \) превращается в жидкость голубого цвета. Нахождение в природе: самый распространенный элемент в земной коре (около 49% по массе). Входит в состав воды, минералов, белков, жиров и углеводов. В атмосфере содержится в виде свободного газа \( O_2 \) (21% по объему). Водород: Физические свойства: самый легкий газ, без цвета и запаха. Плохо растворим в воде. Обладает высокой теплопроводностью. Нахождение в природе: самый распространенный элемент во Вселенной (звезды, Солнце). На Земле встречается в основном в связанном виде: в составе воды, нефти, природного газа и живых организмов. 2. Как можно в лаборатории собрать газы. Водород: Можно собрать методом вытеснения воздуха (пробирку держат вверх дном, так как водород легче воздуха) или методом вытеснения воды (он плохо в ней растворяется). Кислород: Можно собрать методом вытеснения воды (малорастворим) или методом вытеснения воздуха (пробирку держат дном вниз, так как кислород тяжелее воздуха). 3. Дописать реакции получения газов \( O_2 \) и \( H_2 \). Левый столбик: \[ 2H_2O \xrightarrow{эл. ток} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow \] \[ 2K + 2HOH \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow \] \[ 2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \uparrow \] Правый столбик: \[ 2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow \] \[ Ba + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + H_2 \uparrow \] \[ 2KClO_3 \xrightarrow{t, MnO_2} 2KCl + 3O_2 \uparrow \] 4. Ответы на вопросы. Почему неверна фраза «Мы дышим кислородом»? Мы дышим воздухом, который является смесью газов. Чистый кислород при длительном вдыхании под давлением может быть токсичен для организма. В воздухе же его концентрация оптимальна для жизни. Почему безопаснее заполнять воздушные шары гелием, а не водородом? Водород — горючий газ, который при смешивании с кислородом воздуха образует взрывоопасную смесь (гремучий газ). Гелий является инертным газом, он не горит и не поддерживает горение, поэтому он абсолютно пожаробезопасен. 5. Допишите УХР, расставьте коэффициенты. Левый столбик: \[ Ca + 2HOH \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow \] \[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 \] \[ CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O \] Правый столбик: \[ Zn + 2HOH \xrightarrow{t} Zn(OH)_2 + H_2 \uparrow \] (или при сильном нагревании: \( Zn + H_2O \rightarrow ZnO + H_2 \)) \[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \] \[ Al_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Al + 3H_2O \] (реакция идет при очень высоких температурах) 6. Задачи. Левая задача: Дано: \( m(S) = 6,4 \) г Найти: \( V(H_2) \) — ? Решение: 1) Уравнение реакции: \[ S + H_2 \rightarrow H_2S \] 2) Найдем количество вещества серы: \( M(S) = 32 \) г/моль \[ n(S) = \frac{m}{M} = \frac{6,4}{32} = 0,2 \text{ моль} \] 3) По уравнению \( n(H_2) = n(S) = 0,2 \text{ моль} \). 4) Вычислим объем водорода (н.у.): \[ V(H_2) = n \cdot V_m = 0,2 \cdot 22,4 = 4,48 \text{ л} \] Ответ: 4,48 л. Правая задача: Дано: \( m(H_2O) = 360 \) г Найти: \( V(H_2) \) — ? Решение: 1) Уравнение реакции: \[ 2H_2O \xrightarrow{эл. ток} 2H_2 + O_2 \] 2) Найдем количество вещества воды: \( M(H_2O) = 18 \) г/моль \[ n(H_2O) = \frac{360}{18} = 20 \text{ моль} \] 3) По уравнению реакции \( n(H_2) = n(H_2O) = 20 \text{ моль} \). 4) Вычислим объем водорода: \[ V(H_2) = n \cdot V_m = 20 \cdot 22,4 = 448 \text{ л} \] Ответ: 448 л.