Глава II. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии. § 15. Водород — с. 73
§ 15. Проверьте свои знания.
1. Какими физическими свойствами характеризуется водород?
Как его собирают?
Почему водородом опасно заполнять воздушные шары и дирижабли?
Водород — бесцветный газ без запаха и вкуса, почти нерастворимый в воде, самый лёгкий из всех газов (плотность примерно в 14,5 раза меньше плотности воздуха; M(H₂) = 2 г/моль). Сжижается при очень низкой температуре (−253 °C).
Собирают водород вытеснением воздуха в сосуд, перевёрнутый вверх дном (газ лёгкий и поднимается вверх), либо вытеснением воды (он малорастворим).
Водород горит и в смеси с воздухом (2 : 5) или кислородом (2 : 1) образует взрывоопасный «гремучий газ», который взрывается от искры. Поэтому воздушные шары и дирижабли, наполненные водородом, пожаро- и взрывоопасны (катастрофа «Гинденбурга» в 1937 г.). Их заполняют безопасным гелием.
Собирают водород вытеснением воздуха в сосуд, перевёрнутый вверх дном (газ лёгкий и поднимается вверх), либо вытеснением воды (он малорастворим).
Водород горит и в смеси с воздухом (2 : 5) или кислородом (2 : 1) образует взрывоопасный «гремучий газ», который взрывается от искры. Поэтому воздушные шары и дирижабли, наполненные водородом, пожаро- и взрывоопасны (катастрофа «Гинденбурга» в 1937 г.). Их заполняют безопасным гелием.
§ 15. Проверьте свои знания.
2. Сравните получение, собирание и распознавание кислорода и водорода.
Сходство: оба газа получают в лаборатории из твёрдых и жидких веществ в приборе для получения газов, оба бесцветны и не имеют запаха, оба можно собирать вытеснением воды (они малорастворимы). Различия — в реагентах, способе собирания вытеснением воздуха (кислород тяжелее воздуха, водород легче) и способе распознавания.
Получение кислорода: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ (нагревание) или 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑ (MnO₂). Получение водорода: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (без нагревания).
Распознавание кислорода — вспыхивание тлеющей лучинки; водорода — хлопок при поджигании («лающий» или глухой).
Получение кислорода: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ (нагревание) или 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑ (MnO₂). Получение водорода: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (без нагревания).
Распознавание кислорода — вспыхивание тлеющей лучинки; водорода — хлопок при поджигании («лающий» или глухой).
§ 15. Проверьте свои знания.
3. Охарактеризуйте применение водорода на основе его свойств.
Применение водорода определяют его свойства.
1) Горючесть и большая теплота сгорания (2H₂ + O₂ → 2H₂O) — ракетное топливо, перспективное экологически чистое автомобильное топливо (продукт горения — вода), водородная резка и сварка металлов (пламя горелки до 2800 °C).
2) Способность восстанавливать металлы из оксидов (H₂ + CuO → Cu + H₂O) — получение чистых металлов (вольфрама, молибдена и др.).
3) Реакции с неметаллами — получение соляной кислоты (синтез HCl из H₂ и Cl₂), аммиака (из N₂ и H₂), метанола, гидрирование жиров (получение маргарина).
4) Малая плотность — наполнение метеозондов и аэростатов (но из-за огнеопасности чаще используют гелий).
1) Горючесть и большая теплота сгорания (2H₂ + O₂ → 2H₂O) — ракетное топливо, перспективное экологически чистое автомобильное топливо (продукт горения — вода), водородная резка и сварка металлов (пламя горелки до 2800 °C).
2) Способность восстанавливать металлы из оксидов (H₂ + CuO → Cu + H₂O) — получение чистых металлов (вольфрама, молибдена и др.).
3) Реакции с неметаллами — получение соляной кислоты (синтез HCl из H₂ и Cl₂), аммиака (из N₂ и H₂), метанола, гидрирование жиров (получение маргарина).
4) Малая плотность — наполнение метеозондов и аэростатов (но из-за огнеопасности чаще используют гелий).