Задание № 2

Задача 2. Огонь и три газа 1. На фото изображены: 1 – штатив, 2 – держатель (лапка), 3 – пробирка, 4 – спиртовка, 5 – аппарат Киппа. 2. При разложении пероксида водорода выделяется газ A – кислород O2. Тлеющая лучинка в атмосфере кислорода вспыхивает и разгорается. При термическом разложении малахита выделяется газ Б – углекислый газ CO2. В его атмосфере тлеющая лучинка гаснет, поскольку газ не под- держивает горение и вытесняет кислород. При взаимодействии цинка и соляной кислоты в аппарате Киппа выделяется газ В – водород H2. При поднесении тлеющей лучинки водород быстро сгорает, взаимодействуя с кислородом, при этом раздается характерный «хлопок». 3. Уравнения реакций: 2H2O2 ⎯⎯ 2H2O + O2 (CuOH)2CO3 → 2 CuO + CO2 + H2O Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 4. Оксид марганца является катализатором разложения пероксида водорода. Катализатор – вещество, ускоряющее скорость химической реакции, но не участвующее в ней. Благодаря нему разложение пероксида и происходит бурно. 5. Аппарат Киппа используется для безопасного и контролируемого получения водорода, поскольку цинк контактирует с кислотой только до определенного момента, и реакция автоматически останавливается. Принцип действия заключается в том, что кислота из верхней камеры опускается вниз и через нижнюю камеру попадает в среднюю, где лежит цинк. Начинается реакция, и образуется водород, который заполняет среднюю камеру. С течением времени давление водорода растет, и он вытесняет кислоту из средней камеры обратно в нижнюю, тем самым прекращая реакцию, пока газ не выпустят через выходную трубку, и давление не снизится. 6. Для определения метода сбора газов путем вытеснения воздуха используется их молярная масса, которую сравнивают с молярной массой воздуха. Кислород и углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому их можно собирать, направив выходную трубку внутрь пробирки или стаканчика, стоящей на подставке. Водород же наоборот, легче воздуха, поэтому выходную трубку направляют внутрь пробирки, перевернутой вверх дном. Водород заполняет пробирку сверху вниз и вытесняет более тяжелый воздух из нее. 7. В качестве альтернативных методов получения кислорода можно упомянуть электролиз воды (образуется вместе с водородом), разложение бертолетовой соли и некоторых нитратов, например нитрата калия. Водород также можно получить электролизом воды, взаимодействием активных металлов с водой, например натрия или реакцией гидридов с водой. Допускаются и прочие разумные варианты. Система оценивания: 1. Каждый правильно названный элемент по 1 баллу 5 баллов 2. Указание формул газов с обоснованием – по 1 баллу 3 балла Без обоснования – по 0,5 балла 3. Уравнения реакций – по 2 балла. 6 баллов За неверные коэффициенты, но верные вещества ставится 1 балл за реакцию 4. Указание роли оксида как катализатора 1 балл 5. Объяснение, касающееся безопасности 1 балл и удобства – 0,5 балла Объяснение принципа действия – 0,5 балла 6. Указание метода сбора кислорода и углекислого газа – 2 балла 1 балл Указание метода сбора водорода – 1 балл 7. Каждый разумный метод получения – 1 балл 2 балла ИТОГО 20 баллов