§29. Свойства и применение водорода
1. Один цилиндр заполнен водородом, а другой — кислородом. Как определить, в каком цилиндре находится каждый из газов?
И водород, и кислород поддерживают горение. При этом :
• Введенная в цилиндр с водородом горящая лучина гаснет с характерным хлопком.
• Введенная в цилиндр с кислородом тлеющая лучина загорается.
2. Как перелить из одного сосуда в другой, а) водород; б) кислород?
Водород легче воздуха :
Mr(H2) = 1 + 1 = 2
2<29
Поэтому водород переливается в перевернутую пробирку.
Кислород тяжелее воздуха :
Mr(O2) = 16 + 16 = 32
32 → 29
Поэтому кислород переливается в пробирку в положении «дно снизу».
3. Составьте уравнения химических реакций водорода со следующими оксидами : а) оксидом ртути(II); б) железной окалиной Fe,O4; в) оксидом вольфрама(VI). Объясните, какова роль водорода в этих реакциях. Что происходит с металлом в результате реакции?
А) H2 + HgO = H2O + Hg
4H2 + Fe3O4 = 4H2O + 3Fe
3H2 + WO3 = 3H2O + W
H20 → H2 + O – водород – восстановитель, он окисляется в процессе реакции
Hg2 + → Hg0
Fe2 + + Fe3 + → Fe0
W + 6 → W0
Металл – окислитель, в результате реакции его оксида с водородом, металл восстанавливает до чистого вещества.
4. Используя рисунок 39, создайте свой вариант презентации из 7—8 слайдов по теме «Применение водорода». Обсудите свою презентацию с соседом по парте.
Презентация
Свойства
Водород – бесцветный, самый легкий газ.
Он в 14,5 раз легче воздуха.
Плотность водорода равна 0,09 г/л
Растворимость водорода в воде очень низкая
Температура сжижения -252,8˚C
Применение
Металлургия
Неорганический синтез
Энергетическая промышленность
Органический синтез
Металлургия
Водород используют как восстановитель при получении металлов из руд: CuO + H2 t= Cu + H2O
Неорганический синтез
Водород используется при получении многих ценных неорганических веществ: соляной кислоты, воды и т.д.
Cl2 + H2 t= 2HCl
Органический синтез
С участием водорода проводят превращение растительных масел в твердые жиры.
Энергетика
Водород – эффективное топливо. Его применение основано на способности гореть с выделением
большого количества теплоты.
Это свойство используется не только в транспортной промышленности, но и металлургических областях, например, при сварке и резке металлов.
Перспективы использования
Большое значение может иметь применение водорода в качестве экологически чистого топлива, т.к. при его сгорании образуются водяные пары, не загрязняющие атмосферу.
Для осуществления этой идеи потребуется разработать экономически выгодные условия проведения реакции разложения воды:
2H2O эл.ток→ 2H2↑ + O2↑
Выводы
Таким образом, водород не только используется в широком диапазоне отраслей промышленности, но и имеет перспективы при разработке экологически чистого топлива.
5. Руководствуясь планом, приведённым в задании 3 после § 26, подготовьте компьютерную презентацию по теме «Водород».
Презентация
ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОРОДА
Нахождение в природе
Получение
Свойства
Применение
НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
• 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.
ПОЛУЧЕНИЕ
• В лаборатории – в аппарате Киппа:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
• В промышленности – из природного газа или из воды:
2H2O → 2H2↑ + O2↑
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
• Водород – бесцветный, самый легкий газ.
• Он в 14,5 раз легче воздуха.
• Плотность водорода равна 0,09 г/л
• Растворимость водорода в воде очень низкая
• Температура сжижения -252,8˚C
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1. Взаимодействие с галогенами
2. Взаимодействие с кислородом
3. Взаимодействие с серой
4. Взаимодействие с азотом
5. Взаимодействие со сложными веществами (оксидами металлов и неметаллов)
6. Взаимодействие с активными металлами
ПРИМЕНЕНИЕ
Металлургия
Неорганический синтез
Органический синтез
Энергетическая промышленность
Тест
1. В соединении NH3 водород проявляет валентность
1) III
2) II
3) I
4) IV
Правильный ответ 3) I
2. В уравнении реакции PbO2 + 2H2 = РЬ + 2H20 восстановителем является
1) свинец
2) водород
3) оксид свинца(IV)
4) вода
Правильный ответ 2) водород
3. Левая часть уравнения реакции : ... + ... = Hg + H2O — это
1) HgO + С =
2) HgO + H2 =
3) HgO + Аl =
4) HgO + CO =
Правильный ответ 2) HgO + H2 =