Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №16/2007

РАБОЧИЕ ТЕТРАДИ

Продолжение. См. № 11, 12, 13, 14/2007

ГЛАВА 3. КИСЛОРОД, ВОДОРОД, ВОДА

КИСЛОРОД

Урок 19. Первое знакомство с кислородом

1. Каково содержание газа кислорода О2 в атмосфере и элемента кислорода О в земной коре?

..............................................................................................

2. Напишите названия и химические формулы пяти веществ, в состав которых входит кислород.

..............................................................................................

3. Какие физические свойства у простого вещества кислорода О2 при н.у.:

а) агрегатное состояние;

б) вкус;

в) запах;

г) цвет;

д) растворимость в воде;

е) температура кипения?

4. Как в аквариумах насыщают воду кислородом? Какая польза зимой от прорубей в водоемах, покрытых льдом?

..............................................................................................

5. Какова роль кислорода в жизни различных организмов? (Зачем все дышат?)

..............................................................................................

6. У каких газообразных простых веществ молярная масса меньше молярной массы кислорода?

..............................................................................................

7. В каких процессах кислород атмосферы расходуется, а в каком процессе образуется?

..............................................................................................

Урок 20. Получение кислорода. Свойства кислорода

1. На чем основан промышленный способ получения кислорода из воздуха?

..............................................................................................

2. Расставьте коэффициенты в схемах реакций получения кислорода:

3. Назовите детали 1–4 на рисунке прибора для собирания кислорода, выделяющегося при разложении перманганата калия KMnO4.

Способ собирания кислорода вытеснением воздуха
Способ собирания кислорода
вытеснением воздуха

4. Назовите газы, которые горят в кислороде (на воздухе), и негорючие газы.

..............................................................................................

5. Напишите уравнения реакций кислорода с углем, серой, метаном (реакции горения).

..............................................................................................

6. Составьте три уравнения реакций железа с кислородом, в которых получаются разные оксиды: FeO, Fe2O3, Fe3O4.

..............................................................................................

7. Опишите «круговорот» кислорода с участием пяти разных его «владельцев». Например: кислород О2 воздуха О2 в легких человека О2 в крови О2 – реагент в живой клетке элемент кислород в составе углекислого газа СО2 (в выдыхаемом воздухе).

..............................................................................................

8. Вычислите массу 1 л газообразного кислорода (н.у.).

..............................................................................................

9. Определите массовую долю кислорода в соединениях: SiO2, Al2O3, Ca(OH)2.

..............................................................................................

10. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 1 л метана СН4 (н.у.)?

..............................................................................................

Урок 21. Атом и молекула кислорода

1. Напишите формулы пяти химических соединений, имеющих в составе молекул два атома кислорода (Н2О2 и др.).

..............................................................................................

2. Какие изотопы (нуклиды) кислорода встречаются в природе? В чем их различие?

..............................................................................................

3. Как распределены электроны по энергетическим уровням (электронным слоям) в нейтральном атоме кислорода?

..............................................................................................

4. Имеются ли неспаренные электроны в молекуле кислорода О2?

..............................................................................................

5. Составьте электронные формулы (электроны внешних слоев атомов показать точками) двухатомных молекул: О2, Н2 и N2.

..............................................................................................

6. Какой цвет у жидкого (при –183 °С) и твердого (при –219 °С) кислорода?

..............................................................................................

7. Какой тип химической связи между атомами в молекуле кислорода О2?

..............................................................................................

8. Вычислите массу 1 л жидкого кислорода (его хранят в специальных термосах – сосудах Дьюара). Плотность жидкого кислорода 1,13 г/см3 (при –183 °С).

Сосуд Дьюара для хранения жидкого кислорода

Сосуд Дьюара для хранения
жидкого кислорода

..............................................................................................

9. Плотность жидкого кислорода 1,13 г/см3 (при –183 °С). Сколько литров газообразного кислорода потребуется для получения 1 мл (1 см3) жидкого кислорода?

..............................................................................................

10. В каком виде кислород встречается в природе?

..............................................................................................

Урок 22. Аллотропия кислорода. Озон

1. Что такое аллотропия?

..............................................................................................

2. Какие аллотропные модификации существуют у элемента кислорода?

..............................................................................................

3. В каких условиях происходит образование и разложение озона?

..............................................................................................

4. Какое из простых веществ – озон О3 или кислород О2 – химически более активное?

..............................................................................................

5. На каких свойствах озона основано его применение?

..............................................................................................

6. Какова роль озонового слоя в существовании жизни на Земле?

..............................................................................................

7. Какой объем кислорода необходим для получения 1 л озона?

..............................................................................................

8. В трех сосудах одинаковой вместимости находятся (н.у.) озон, кислород и углекислый газ. В каком сосуде больше атомов кислорода и почему?

..............................................................................................

9. Какова плотность ( = m/V) смеси, состоящей из равных объемов кислорода и озона?

..............................................................................................

Урок 23. Горение

1. Какой процесс называют горением?

..............................................................................................

2. При сгорании пропана С3Н8 образуются углекислый газ и вода. Напишите уравнение реакции горения пропана.

..............................................................................................

3. Какие условия необходимы для равномерного горения?

..............................................................................................

4. Каков порядок действий, если предстоит работа с огнем и горючими веществами?

..............................................................................................

5. В чем суть парникового эффекта?

..............................................................................................

6. При сжигании 12 г графита (аллотропная модификация углерода) выделяется 393,5 кДж теплоты. Вычислите теплоту от сжигания 1 кг графита.

..............................................................................................

7. Где содержится большее количество вещества кислорода – в 10 г или в 10 л О2?

..............................................................................................

8. Какие средства пожаротушения вы знаете? На чем основано их действие?

Средства для тушения пожара: а – пена огнетушителя; б – струя воды из пожарного брандспойта; в – залп воды с вертолета

Средства для тушения пожара:
а – пена огнетушителя; б – струя воды из пожарного брандспойта;
в – залп воды с вертолета

9. При сжигании 24,25 г сульфида металла МS израсходовано 8,4 л кислорода. Какой это металл?

..............................................................................................

10. Какой объем сернистого газа SО2 образуется при сгорании 100 г серы?

..............................................................................................

Урок 24. Тепловые эффекты химических реакций

1. Что называют тепловым эффектом химической реакции?

..............................................................................................

2. Как обозначают теплоту, которая выделяется или поглощается в химической реакции?

..............................................................................................

3. От каких факторов зависят знак и величина теплового эффекта химической реакции Q?

..............................................................................................

4. Приведите пример стандартного способа записи термохимических уравнений. Какая температура исходных веществ и продуктов реакции называется стандартной?

..............................................................................................

5. Поясните термин «удельная теплота сгорания топлива».

..............................................................................................

6. При взаимодействии 21 г железа с серой выделилось 36,54 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS.

..............................................................................................

7. Сколько теплоты выделится при взрыве 25,2 л гремучего газа, состоящего из смеси двух объемов водорода и одного объема кислорода? Теплота образования водяного пара –
242 кДж/моль.

..............................................................................................

ВОДОРОД

Урок 25. Общая характеристика элемента водорода.
Атом и молекула водорода

1. Назовите изотопы водорода. Укажите, в чем их различие.

..............................................................................................

2. В виде каких мельчайших частиц – атомов или молекул – встречается в природе водород? Какие другие простые вещества имеют подобное строение?

..............................................................................................

3. Что можно сказать о балансе содержания (приход, расход) водорода Н2 на нашей планете?

..............................................................................................

4. Какова распространенность элемента водорода в земной коре по массе и по числу атомов?

..............................................................................................

5. В состав каких сложных веществ входит водород? Назовите пять таких веществ.

..............................................................................................

6. Какой тип химической связи между атомами водорода в молекуле Н2?

..............................................................................................

7. Определите массовую долю (в %) водорода (Н) в бутане С4Н10. Выберите верный вариант ответа:

а) 12,74; б) 17,24; в) 24,71; г) 74,12.

..............................................................................................

8. Известно, что при н. у. плотность водорода 0,090 г/л, а плотность кислорода 1,43 г/л. Рассчитайте относительную плотность водорода по кислороду Как можно рассчитать относительную плотность газов другим способом?

..............................................................................................

Урок 26. Получение водорода

1. Определите типы следующих реакций:


Электролиз воды
Электролиз воды

2. В реакции цинка с концентрированной серной кислотой H2SO4 (конц.) вместо водорода получаются сернистый газ SO2 и газ сероводород H2S. Как эти газы можно распознать?

..............................................................................................

3. Какой объем водорода получится при взаимодействии 10 г цинка с разбавленной серной кислотой?

..............................................................................................

4. Какой объем сероводорода получится в реакции 10 г цинка с H2SO4 (конц.)? Реакция протекает по уравнению:

4Zn + 5H2SO4 (конц.) = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O.

..............................................................................................

5. Учитывая только стоимость исходных веществ (вода и работа бесплатно), определите цену 1 л газа водорода, получаемого в результате следующих превращений:

LiH + H2O = LiOH + H2,

Zn + H2SO4 (разб.) = ZnSO4 + H2.

Стоимость реагентов составляет: LiH – 900 руб. за 100 г; Zn – 600 руб. за 1 кг; H2SO4 (95%-я,
= 1,84 г/см3) – 660 руб. за 4 кг.

..............................................................................................

6. Баллон с водородом объемом 57 л (н.у.) стоит 1710 руб. Сравните (см. предыдущее задание), что выгоднее, получать водород самим или покупать его в готовом виде. Рассмотрите разные случаи.

..............................................................................................

7. Сколько граммов 25%-й соляной кислоты и цинка надо взять для получения 1 л водорода?

..............................................................................................

8. При взаимодействии 3,45 г щелочного металла с водой образовалось 5,6 л водорода. Уравнение реакции:

2М + 2Н2О = 2МОН + Н2.

Назовите щелочной металл.

..............................................................................................

Урок 27. Химические свойства водорода.
Водород как топливо

1. Напишите уравнения реакций водорода: а) с кислородом; б) хлором; в) азотом; г) серой. При каких условиях они протекают?

а) .............................................................................................. ;

б)   .............................................................................................. ;

в)   .............................................................................................. ;

г)   .............................................................................................. .

2. Почему водород вступает в реакции только при нагревании?

..............................................................................................

3. Как проверяют водород на чистоту? Объясните, используя рисунок, примесь какого газа определяют таким образом? Сделайте подпись к рисунку.

а) .............................................................................................. ;

б) .............................................................................................. .

Проверка водорода на чистоту?

Проверка водорода
на чистоту

4. Какое вещество образуется при сгорании водорода на воздухе? Почему водород не используют широко как топливо?

..............................................................................................

5. Как называют смесь двух объемных частей водорода и одной части кислорода?

..............................................................................................

6. Напишите уравнения реакций водорода с оксидами металлов МаОв, при которых получаются свободные металлы и вода:

Схема прибора для восстановления оксида меди(II) водородом
Схема прибора для восстановления оксида меди(II) водородом

Определите на рисунке детали прибора для восстановления оксида меди(II) водородом, обозначенные цифрами 1–9.

..............................................................................................

7. Напишите уравнения реакций соединения, в которых получаются: а) гидрид кальция СаН2;
б) гидрид лития LiH; в) сероводород Н2S.

а) .............................................................................................. ;

б)   .............................................................................................. ;

в)   .............................................................................................. .

8. Сколько литров водорода (н.у.) потребуется, чтобы получить 1280 г меди из ее оксида CuO?

..............................................................................................

9. Плотность по водороду газовой смеси из водорода и кислорода равна 14,5. Определите объемную долю (в %) каждого газа в смеси.

..............................................................................................

ВОДА – ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ
ВОДОРОДА С КИСЛОРОДОМ

Урок 28. Физические и химические свойства воды

1. По каким признакам можно определить, что вода содержит примеси или растворенные вещества?

..............................................................................................

2. Какую воду называют дистиллированной и почему?

..............................................................................................

3. Какими свойствами должно обладать вещество, чтобы его можно было очищать дистилляцией (перегонять)?

..............................................................................................

4. Назовите пять жидкостей (но не воду и водные растворы).

..............................................................................................

5. Как образуются водородные связи?

..............................................................................................

6. Рассчитайте массовую долю воды 2О) в железном купоросе FeSO4•7Н2О (на 1 моль сульфата железа(II) приходится 7 моль воды). Выберите верный вариант ответа:

а) 0,23; б) 0,45; в) 0,56; г) 0,67.

..............................................................................................

7. Напишите уравнения реакций соединения с участием воды и: а) безводного сульфата меди;
б) триоксида серы SO3; в) негашеной извести СаО.

а) .............................................................................................. ;

б)   .............................................................................................. ;

в)   .............................................................................................. .

8. Приведите примеры реакций а) соединения, б) разложения, в) замещения, г) обмена, в которых образуется вода.

а) .............................................................................................. ;

б)   .............................................................................................. ;

в)   .............................................................................................. ;

г)   .............................................................................................. .

Урок 29. Вода в жизнедеятельности человека

1. Какую воду называют пресной, а какую – соленой?

..............................................................................................

2. Какие свойства воды используют при варке бульона, приготовлении напитков, умывании?

..............................................................................................

3. Как изменяется растворимость твердых и газообразных веществ в воде при нагревании?

..............................................................................................

4. Пользуясь таблицей растворимости, приведите по две формулы веществ, различающихся растворимостью в воде:

а) хорошо растворимые – ………………………………………… ;

б) малорастворимые – ……………………………………………. ;

в) нерастворимые – ……………………………………………… .

5. При упаривании 1 л воды твердый остаток составил 20 г. Пресная это вода или соленая?

..............................................................................................

6. Укажите некоторые области применения воды как:

а) хладагента – ……………………………………………… ;

б) переносчика теплоты – ……………………………………………… ;

в) моющего средства – ……………………………………………… ;

г) растворителя – ……………………………………………… ;

д) транспортной артерии – ……………………………………………… .

Урок 30. Проблема сохранения водных ресурсов

1. Рассмотрите загрязнения воды, возникающие в результате деятельности людей, и предложите меры по сохранению водных ресурсов. (Возможные источники загрязнения – бытовой мусор на свалках, канализация, промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт и т.д.)

..............................................................................................

2. Возможно ли в принципе решение проблемы сохранения водных ресурсов? Дайте обоснованное суждение.

3. Самая чистая вода добывается сейчас из глубоких артезианских скважин. Почему эта вода чистая и что ей грозит в будущем?

..............................................................................................

Артезианская скважина в разрезе (схема)

Артезианская скважина
в разрезе (схема)

4. Проследите путь воды из природного источника в ваш дом и ее возвращение в природу.

..............................................................................................

5. Как используют воду на производстве – в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства?

..............................................................................................

6. Какие действия могут и должны предпринимать люди (каждый человек в отдельности, районы и области, государства, мировое сообщество) для сохранения водных ресурсов?

..............................................................................................

Контрольные вопросы к главе 3

1. Соотнесите названия кислородсодержащих веществ – оксид алюминия, оксид меди(II), сульфат цинка, негашеная известь, гашеная известь, углекислый газ, серная кислота, медный купорос – и их химические формулы:

Са(ОН)2, СО2, СаО, CuO, CuSO4•5H2O, H2SO4, Al2O3, ZnSO4.

..............................................................................................

2. Какие из приведенных ниже реакций используют в лаборатории для получения кислорода? Поясните, по какой причине ту или иную реакцию не используют.


3. У какого соединения – MnO2 или K2MnO4 – массовая доля кислорода (O) выше? Приведите ее численное значение.

..............................................................................................

4. Растворимость кислорода при 20 °С составляет 4,5 мг в 100 г воды. Сколько кислорода растворено в 500 л воды? (Считайте, что плотность воды при 20 °С равна 1 кг/л.)

..............................................................................................

5. Сколько по массе химически связанного элемента кислорода (входящего в состав Н2О) содержится в 500 л воды?

..............................................................................................

6. Допишите левую часть и расставьте коэффициенты в уравнениях реакций с кислородом, характеризующих его химические свойства (горение):

….… + ….… = СО2,

….… + ….… = Fe2O3,

….… + ….… = CuO,

….… + ….… = CO2 + H2O.

7. Какой тип химической связи в соединениях кислорода:

О2, О3, Н2О, СО2, Fe2O3, CuO?

..............................................................................................

8. Как называют явление существования разных простых веществ, образованных одним химическим элементом?

..............................................................................................

9. Термохимическое уравнение реакции горения алюминия:

2Al + 1,5O2 = Al2O3 + 1675 кДж.

Сколько теплоты выделится при сжигании 5,4 г алюминия?

..............................................................................................

10. Расставьте коэффициенты и назовите вещества в следующих схемах реакций:

..............................................................................................

Какие из них – реакции получения водорода, а какие – превращения водорода?

11. Где используют водород Н2?

..............................................................................................

12. Какова роль воды (приведите конкретные примеры) в существовании жизни на Земле?

..............................................................................................