СРОЧНО БУДЬ ЛАСКА, ДЛЯ ОЛІМПІАДИ 6. (15 балів) У хiмiчнiй лабораторії було три балони з воднем, гелієм та ще з одним невідомим газом X. Перед юним хіміком Петриком поставили завдання встановити, який газ знаходиться в третьому балоні. Петрик успішно справився з поставленим завданням. Для цього вiн наповнив три однакових за масою і об'ємом посудини кожним газом i зважив їх. Маси цих посудин з газами вiдповiдно становили: з воднем - 45,7 г, з гелісм - 45,9 г і з газом X-48,7 г. а) За допомогою яких розрахунків Петрику вдалося встановити невiдомий газ та що він собою представляе? б) Як експериментально можна перевірити ваше рiшення стосовно невідомого газу? в) Чи є якась особливість зберігання цього газу у балонi? г) Опишіть фізичнi та хiмiчні властивості газу X. Відповідь підтвердiть написанням хiмiчних реакцій.
Ответы
Ответ:
а) Петрик використав закон Авогадро для встановлення невідомого газу в третьому балоні. Він зважив посудини, в яких були гази, та зробив висновок за масою, що в третьому балоні міститься газ, що має більшу молекулярну масу, ніж гелій, але меншу, ніж водень. Оскільки маса атома водню становить приблизно 1 г/моль, а гелію – 4 г/моль, Петрик міг обчислити молекулярну масу невідомого газу, порівнявши його масу з масами водню і гелію.
Молекулярна маса невідомого газу Х обчислюється за формулою:
молекулярна маса = (маса посудини з газом Х - маса порожньої посудини) / (маса 1 моль газу)
де маса 1 моль водню – 1 г, гелію – 4 г, а невідомого газу Х – позначимо як m.
Отже, молекулярна маса газу Х = (48,7 - 45,7) / (45,7 - 45,9) m = 3 / 0,2 m = 15 m
Ця молекулярна маса збігається з молекулярною масою кисню (O2), яка становить близько 32 г/моль. Таким чином, Петрик встановив, що невідомий газ Х є киснем.
б) Щоб експериментально перевірити рішення стосовно невідомого газу, можна провести такі експерименти:
1. Зайняття газом невідомого скляної заслонки, а потім полегка підпалити газ. Кисень є окислювачем, тому якщо газ спалахне або почнеться звучання, то це підтвердить його ідентифікацію як кисень.
2. Виміряти об'єм газу та його масу, потім прокинути його з поміщенням вугільного каталізатора. Якщо маса газу зменшилася, то це підтвердить, що газ - кисень, тому що кисень реагує з вуглецем, утворюючи двоокис вуглецю.
в) Кисень є хімічно активним газом, і його зберігають у балонах під високим тиском або у рідкому стані. Зберігати кисень слід у сухому місці, оскільки він легко реагує з вологою.
г) Фізичні властивості кисню:
- Кисень – безбарвний, без запаху газ.
- З певною кількістю кисню може сприйматися світло-синім.
- Прозорий для видимого світла.
- Важкий, нерозчинний у воді.
Хімічні властивості кисню:
- Горить з шумом та яскравим пламенем.
- Утворює оксиди з багатьма металами та неметалами.
- Підтримує горіння у живих організмах.
Хімічна реакція горіння кисню:
2O2 -> 2O2
Хімічна реакція утворення оксиду заліза (ІІІ) з кисню:
4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3
Объяснение: