Примените свои знания
4. Оксид некоторого химического элемента имеет формулу E₂O₃, массовая доля кислорода в нём составляет 63,2 %. Определите этот химический элемент.
Массовая доля кислорода в оксиде выражается формулой:
ω(O) = (Масса кислорода / Молярная масса оксида) × 100 %
Обозначим молярную массу элемента как M(E).
Найдём молярную массу всего оксида E₂O₃: (2M(E) + 3 × 16) г/моль.
Подставим данные в уравнение:
(3 × 16) / (2M(E) + 48) × 100 % = 63,2 %.
Решим уравнение относительно M(E):
48 / (2M(E) + 48) = 0,632.
48 = 0,632 (2M(E) + 48).
48 / 0,632 = 2M(E) + 48.
75,95 = 2M(E) + 48.
2M(E) = 27,95.
M(E) = 14 г/моль.
Элемент с атомной массой 14 – это азот (N).
Ответ: Элемент – азот (N), соединение – оксид азота(III) (N₂O₃).
5. В природе встречаются оксид меди(I) (минерал тенорит) и оксид меди(II) (минерал куприт). Какая масса тенорита содержит столько же меди, сколько 160 г куприта?
Определим химические формулы:
Куприт – Cu₂O (оксид меди(I)).
Тенорит – CuO (оксид меди(II)).
Вычислим массовую долю меди в каждом оксиде:
Куприт (Cu₂O):
Молярная масса Cu₂O = 2 × 63,5 + 16 = 143 г/моль.
Массовая доля меди: ω(Cu) = (2 × 63,5) / 143 × 100 % = 88,8 %.
Тенорит (CuO)
Молярная масса CuO = 63,5 + 16 = 79,5 г/моль.
Массовая доля меди: ω(Cu) = 63,5 / 79,5 × 100 % = 79,9 %.
Вычислим массу меди в 160 г куприта: m(Cu) = 160 × 0,888 = 142,08 г.
Найдём массу тенорита, содержащего столько же меди.
Масса тенорита: m(CuO) = 142,08 / 0,799 = 177,8 г.
Ответ: Масса тенорита, содержащего столько же меди, сколько 160 г куприта, составляет 177,8 г.
Стр. 72
Используйте дополнительную информацию
6. Запишите уравнения реакций, схемы которых:
а) SO₂ + ... → SO₃
б) ZnS + ... → ZnO + SO₂
в) NaNO₃ → NaNO₂ + ...
г) C₂H₂ + O₂ → ... + ...
а) Окисление диоксида серы (SO₂) до триоксида серы (SO₃) происходит при взаимодействии с кислородом (O₂) в присутствии катализатора (например, оксида ванадия(V) V₂O₅):
2SO₂ + O₂ → 2SO₃
б) Обжиг сульфида цинка (ZnS) на воздухе приводит к образованию оксида цинка (ZnO) и диоксида серы (SO₂):
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂
в) При нагревании нитрат натрия (NaNO₃) разлагается на нитрит натрия (NaNO₂) и кислород (O₂):
2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂
г) Горение ацетилена (C₂H₂) в кислороде (O₂) приводит к образованию диоксида углерода (CO₂) и воды (H₂O):
2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O
Параграф 15. Водород
Стр. 72
Вопрос
Водород — самый лёгкий газ. Предложите способ его собирания в сосуд и распознавания на основе анализа названия этого вещества.
Водород (H₂) является самым лёгким газом, поэтому его собирают методом вытеснения воздуха – сосуд переворачивают вверх дном, и водород заполняет его, вытесняя более тяжёлые газы. Этот метод эффективен, так как водород значительно легче воздуха и поднимается вверх.
Для распознавания водорода используют его свойство взаимодействовать с кислородом с образованием воды и выделением энергии. Если поднести горящую спичку к сосуду с водородом, можно услышать характерный хлопок – это реакция с кислородом: (2H₂ + O₂ → 2H₂O).
Если водород чистый, хлопок будет глухим, если же он содержит примеси воздуха, можно услышать резкий хлопок или даже небольшой взрыв (смесь водорода с кислородом в соотношении 2:1 называется «гремучий газ»).
Таким образом, водород собирают вытеснением воздуха, а распознают по характерному хлопку при поджигании.
Стр. 72
Лабораторный опыт 13
Соберите прибор для получения газов, проверьте его герметичность. В пробирку поместите 1–2 гранулы цинка и добавьте 2 мл соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Что наблюдаете?
На конец газоотводной трубки, обращённой вверх, наденьте пустую пробирку. Через 1–2 минуты поднимите её и, не переворачивая, поднесите к пламени спиртовки. Что наблюдаете? Что можно сказать о чистоте собранного водорода? Запишите уравнения реакции.
При добавлении соляной кислоты к цинку начинается бурное выделение пузырьков газа – это водород (H₂), который образуется в результате реакции металла с кислотой.
Реакция: (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑).
Газ, выделяющийся в ходе реакции, поступает по газоотводной трубке в пустую пробирку. Через 1–2 минуты в ней накапливается водород.
При поднесении пробирки с собранным водородом к пламени спиртовки происходит хлопок. Если хлопок глухой, это означает, что водород чистый. Если хлопок резкий или громкий, значит, в газе содержится примесь воздуха, что может привести к небольшому взрыву (образуется «гремучий газ» – смесь водорода и кислорода в соотношении 2:1).
Таким образом, чистый водород можно распознать по характерному глухому хлопку при поджигании.