Глава 4. Водород – рождающий воду и энергию.

§15. Водород – химический элемент и простое вещество.

1. Какие из перечисленных металлов можно использовать в аппарате Киппа для получения водорода: Mg (порошок), Sn, Cu, Hg, Fe? Составьте уравнения возможных реакций.

Ответ:

В аппарате Киппа для получения водорода используются металлы, находящиеся в ряду напряжений до водорода. Значит, из перечисленных металлов можно использовать Mg, Sn, Fe.

2. Расскажите об устройстве и принципе действия аппарата Киппа.

Ответ:

Принцип действия аппарата Киппа. На решётку, расположенную на дне среднего резервуара, помещают гранулы цинка. В аппарат наливают раствор кислоты (серной или соляной). Когда кран на газоотводной трубке закрыт, кислота находится в верхней воронке и нижнем резервуаре. Как только открывают кран, кислота течёт из воронки и заполняет нижнюю часть второго резервуара, в результате начинается реакция с цинком, выделяется водород. Когда эксперимент окончен, кран закрывают, и водород перестает выходить из аппарата Киппа. Давление газа вытесняет кислоту в воронку до тех пор, пока контакт кислоты и цинка не прекратится. Соприкосновение реагирующих веществ прекращается, и водород перестаёт выделяться.

3. Какую смесь водорода и кислорода называют гремучей?

Ответ:

Гремучей называют смесь двух объёмов водорода и одного объёма кислорода.

4. Можно ли считать процесс получения водорода и кислорода путём разложения воды электрическим током безупречным с экологической точки зрения?

Ответ:

Процесс получения водорода и кислорода путём разложения воды электрическим током не является безупречным с экологической точки зрения, потому что электрический ток производят на электростанциях.

5. Как объяснить то, что водород, являющийся преимущественно восстановителем, при взаимодействии с щелочными и щёлочноземельными металлами выступает в качестве окислителя?

Ответ:

Водород более электроотрицательный элемент, по сравнению с щелочными и щёлочноземельными металлами, поэтому водород в реакциях с данными металлами выступает в качестве окислителя.

6. На примере вещества водорода раскройте взаимосвязь между его составом, строением и свойствами.

Ответ:

Атом водорода имеет одни неспаренный электрон, поэтому для него характерна валентность I и степени окисления -1; 0; +1.

H +1 )₁

Молекулу водорода образуют 2 атома водорода, за счёт образования общей пары, образуя при этом одинарную ковалентную неполярную связь H–H. Так как связь между атомами водорода является неполярной, то атомы водорода в молекуле водорода имеют промежуточную степень окисления 0, соответственно водород H₂ в реакциях может быть как окислителем, так и восстановителем.

Так как молекула водорода состоит из двух атомов и образована ковалентной связью, то водород имеет молекулярную кристаллическую решетку, при н. у. условиях водород – газ.