2. Опыт. Получение и собирание кислорода. Доказательство наличия кислорода в сосуде.

В лаборатории кислород получают разложением перекиси водорода в присутствии оксида марганца (IV):

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑

или разложением перманганата калия при нагревании:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Чтобы собрать газ, сосуд закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Чтобы доказать наличие кислорода в сосуде, вносят в него тлеющую лучинку — она ярко вспыхивает.

Билет № 5

1. Неметаллы: положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов хлора, кислорода, азота). Отличие физических свойств неметаллов от свойств металлов. Реакции неметаллов с простыми веществами: металлами, водородом, кислородом.

Простые вещества — неметаллы образуют элементы главных подгрупп. Они расположенные в правой верхней части периодической системы.

Для атомов неметаллов характерно наличие на внешнем уровне 4-8 электронов. Так, у азота на внешнем уровне 5 электронов (соответствует номеру группы), у кислорода — 6, у хлора — 7 электронов.

Электроны в атомах этих элементов прочнее связаны с ядром, поэтому для неметаллов характерны такие физические свойства:

• отсутствие электрической проводимости (исключение — графит),

• низкая, по сравнению с металлами, теплопроводность,

• хрупкость.

Химические свойства (в реакциях с металлами и водородом неметаллы являются окислителями).

1.     Порошок серы при нагревании реагирует с железными опилками с образованием сульфида железа:

Fe⁰ + S⁰ = Fe⁺²S⁻²

2.      При высокой температуре сера реагирует с водородом (например, если пропускать водород через расплавленную серу). Образуется газ с запахом тухлых яиц — сероводород:

H₂⁰ + S⁰ = H₂⁺¹S⁻²

В реакциях с кислородом неметаллы являются восстановителями:

3.            S⁰ + O₂⁰ = S⁺⁴O₂⁻² (при горении серы образуется оксид серы (IV), или серни́стый газ)

C⁰ + O₂⁰ = C⁺⁴O₂⁻² (графит сгорает с образованием оксида углерода (IV), или углекислого газа)

(галогены не соединяются с кислородом напрямую, но можно получить их оксиды, в которых они проявляют положительную степень окисления, например, оксид хлора (VII) Cl₂O₇, фторид кислорода O⁺²F₂⁻¹ — соединение, в котором кислород проявляет положительную степень окисления).

2. Задача. Вычисление объема полученного газа, если известна масса исходного вещества.

Объем газов рассчитывается по формуле: V = 22,4 л/моль • ν

22,4 — молярный объем, т.е. объем одного моля любого газа,

ν — количество вещества (моль)

Пример:

Вычислите объем водорода, который образуется при разложении электрическим током воды массой 72 г.

Решение:

1. M (H₂O) = 1 • 2 + 16 = 18 г/моль

2. Находим количество вещества воды по условию задачи: ν = m / M = 72 г : 18 г/моль = 4 моль

3. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):

4 моль   x моль 2H2O = 2H2↑ + O2↑ 2 моль   2 моль

4. Составляем пропорцию:

4 моль — x моль 2 моль — 2 моль Находим x: x = 4 моль • 2 моль / 2 моль = 4 моль

5. Находим объем водорода: V = 22,4 л/моль • 4 моль = 89,6 л

Ответ: 89,6 л.

Билет № 6