§28. Водород, его общая характеристика, нахождение в природе и получение

1. Дайте общую характеристику элемента водорода. Приведите примеры соединений, содержащих водород, и напишите их формулы.

Общая характеристика элемента водород :
Химический знак элемента – H
Латинское название – гидрогениум
Относительная атомная масса элемента Ar(H) = 1,008
Химическая формула простого вещества – H₂
Относительная молекулярная масса простого вещества Mr(H₂) = 2,016
В соединениях водород одновалентен
Примеры соединений, содержащих водород :  водород H₂, аммиак NH₃, хлороводород HCl, сероводород H₂S.

2. Поясните, что означают записи :  5Н, 2H₂, 6Н, ЗH₂.

5H – 5 атомов водорода
2H₂ – 2 молекулы водорода, каждая из которой состоит из 2-х атомов водорода
6H – 6 атомов водорода
3H₂ – 3 молекулы водорода, каждая из которой состоит из 2-х атомов водорода

3. В каком виде водород встречается в природе? Сравните массовые доли водорода в воде H₂O и в метане СН4.

Водород – самый распространенный химический элемент во Вселенной, он является составной частью Солнца и других звезд. На Земле представлен в составе воды, метана, органических веществ, а также в виде простого вещества.
В воде :
ω(H) = (2Ar(H))/M(H_2 O) •100% = 2/18•100% = 11,1%
В метане :
ω(H) = (4Ar(H))/M(CH_4) •100% = 4/16•100% = 25%
Т.е. в воде массовая доля водорода меньше, чем в метане.

4. Составьте уравнения реакций, в результате которых можно получить водород. Укажите, к какому типу относятся эти реакции.

Разложение воды при действии постоянного электрического тока :
2H₂O  ^{_постоянный ток}⟶ 2H₂↑  +  O₂↑ – реакция разложения.

При взаимодействии некоторых металлов с кислотами, например при взаимодействии цинка с раствором соляной кислоты :
Zn  +  2HCl ⟶ ZnCl₂  +  H₂↑ – реакция замещения.

При взаимодействии активных металлов (например, Na) с водой :
2Na  +  2HOH ⟶ 2NaOH  +  H₂↑ – реакция замещения.

5. Водород можно получить при взаимодействии алюминия с растворами соляной и серной кислот. Составьте уравнения этих реакций.

2Al  +  6HCl  =  2AlCl₃  +  3H₂↑
2Al  +  3H₂SO₄  =  Al₂(SO₄)₃  +  3H₂↑

Тест

1. Самый распространённый элемент во Вселенной — это
1) Не
2) Аr
3) Н
4) О
Водород – самый распространенный химический элемент во Вселенной, он является составной частью Солнца и других звезд.
Правильный ответ 3.

2. О водороде как о простом веществе говорится в утверждении
1) водород входит в состав соляной кислоты
2) водород — это практически нерастворимый в воде газ
3) водород входит в состав метана СН4
4) из водорода и кислорода состоит вода
В ответах 1,3,4 говорится, что водород входит в состав веществ – это характеризует его как элемент. Поэтому ответы 1,3,4 неверны.
В ответе 2 говорится о водороде, как о газе. Газ – вещество.
Правильный ответ 2.

3. Две молекулы водорода обозначает запись
1) 4Н
2) 2H₂
3) 4H₂
4) 2Н
Молекула водорода состоит из 2-хатомов водорода, что показывает индекс «2» после символа H :  H₂
То, что молекулы 2, показывает коэффициент «2» перед обозначением молекулы H₂ :  2H₂
Правильный ответ 2.

4. Реакция Mg  +  ЗНСl  =  MgCl₂  +  H₂ относится к реакциям
1) соединения
2) разложения
3) замещения
4) обмена
Простое вещество магний вытесняет из сложной молекулы соляной кислоты водород в форме простого вещества – реакция замещения.
Правильный ответ 3.

5. Массовая доля водорода в серной кислоте H₂SO₄ составляет
1) 32,65%
2) 65,31%
3) 2,04%
4) 0,20%
ω(H) = (2Ar(H))/M(H_2 SO_4)•100% = 2/98•100% = 2,04%
Правильный ответ 3.