Химия

Получение водорода и проверка его на чистоту

 

Водород можно получить при взаимодействии цинка и соляной кислоты.

 

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Цинк вытесняет водород из кислот, как и все металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода.

Чтобы собрать водород в пробирку, нужно перевернуть ее вверх дном, потому что водород – легче воздуха и стремится вверх. Такой метод собирания водорода называется «методом вытеснения воздуха».

Рис. 1. Получение водорода и собирание его методом вытеснения воздуха

В пробирке накапливается водород, но в ней также есть и воздух, а значит и кислород. Водород и кислород – взрывоопасная смесь. Поджигаем лучинкой собранный водород. Пробирка невелика, и взрыв водорода и кислорода – просто резкий хлопок. Чем меньше кислорода в смеси, тем тише хлопок.

Если собранный в пробирке водород – чистый, то мы услышим глухой хлопок. Такой водород можно поджигать.

 

Горение водорода

 

 

Водород, значит, рождающий воду. Вода получается при горении водорода - при соединении водорода с кислородом. В ходе реакции выделяется очень большое количество энергии.

 

2H₂ + O₂ = 2H₂O + Q

Значит, водород можно использовать в качестве топлива. И как со всяким топливом с водородом нужно обращаться осторожно.

Получаем водород реакцией цинка с соляной кислотой.

Поджигаем водород у конца газоотводной трубки. Вначале пламя едва заметно (водород не окрашивает пламя). Постепенно стеклянная трубка раскаляется, и пламя становится желтым: соединения натрия, входящие в состав стекла окрашивают пламя.

Рис. 2. Горение водорода

Итак, водород – топливо. На водороде и кислороде могут работать реактивные двигатели. Теплоту реакции горения водорода используют для сварки и резки металлов. При сгорании водорода в чистом кислороде температура достигает 2800 ºС. Такое пламя плавит кварц и большинство металлов. Важно, что водород – безвредное для окружающей среды топливо, т. к. продуктом его горения является вода.

 

Восстановление меди водородом из ее оксида

 

 

Водород – прекрасный восстановитель. Водород способен восстанавливать некоторые металлы из их оксидов. Проведем реакцию восстановления меди из оксида меди (II).

 

В пробирке – черный порошок оксида меди (II). Получаем водород взаимодействием цинка и соляной кислоты.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Направим водород в пробирку. Реакция восстановления меди идет при нагревании:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Водород связывает кислород, образуя воду,  выделяется свободная медь красного цвета.

Реакция водорода с оксидом меди (II) относится к типу замещения.

Рис. 3. Восстановление меди водородом из оксида меди(II)

 

Список рекомендованной литературы

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П. А. Оржековский, Н. А. Титов, Ф. Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с. 85-88)
2. Ушакова О. В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского. - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 78-80)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (с. 146-148)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (с.139-141)
5. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§27)
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

 

Дополнительные веб-ресурсы

1. Взрыв гремучего газа (Источник)
2. Восстановление меди из оксида меди (II) (Источник)
3. Горение водорода (Источник)
4. Мыльные пузыри с водородом (Источник)
5. Получение, свойства и применение водорода (Источник)

 

Домашнее задание

1. с. 80 № 7 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
2. с. 145-146 №№ 7, 8  из учебника П. А. Оржековского, Л. М. Мещеряковой, М. М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.