Поделиться в

Всероссийская олимпиада школьников по химии 2005/2006 г

Областной этап. Экспериментальный тур.
Девятый класс.
.

Получение газов в лаборатории

Задание 1. Из приборов, используемых для получения газов наиболее удобны автоматические приборы, в которых реакция прекращается, как только газоотводную трубку закрывают зажимом. В вашем распоряжении пробирка с отверстием в донышке, пробка, трубки, зажим, другое оборудование. Предложите конструкцию автоматического прибора, с помощью которого можно получать такие газы, как водород, оксид углерода(IV) и собирать эти газы методом вытеснения воды.

Зарисуйте прибор, укажите, где будут размещаться исходные вещества, полученный газ, объясните принцип действия прибора, напишите соответствующие уравнения реакций.

Как можно доказать наличие этих газов в пробирках? Напишите уравнения реакций, укажите признаки их протекания.

"- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Задание 2. (Выдается отдельно, после выполнения задания 1)

Соберите прибор согласно рисунку и образцу. На дно пробирки с отверстием положите 1-2 пластмассовых кружка, склянку прибора закрепите в лапке штатива.

Определите и запишите объем пробирок, выданных для собирания газов.

Отвесьте около 3-х граммов цинка (точную массу запишите), загрузите в прибор, закройте зажим газоотводной трубки.

Залейте в склянку прибора 50 мл кислоты, отмерив ее объем цилиндром. Опустите пробирку в кислоту. Протекает ли реакция? Опробуйте работу прибора, открывая и закрывая зажим газоотводной трубки.

Соберите газ в пробирку методом вытеснения воды. Когда пробирка заполнится полностью, закройте ее пробкой, и сдайте преподавателю.

Аккуратно выньте пробирку прибора, отсоедините газоотводную трубку, промойте цинк водой и перенесите его на лист фильтровальной бумаги.

Отвесьте около 3-х граммов мрамора (точную массу запишите), загрузите в прибор и повторите опыт, собрав полученный углекислый газ во вторую пробирку. Сдайте пробирку с газом преподавателю, оставшийся мрамор также промойте и выложите на лист фильтровальной бумаги.

Взвесьте оставшиеся после опыта высушенные вещества (цинк и мрамор). Рассчитайте выход газа (в процентах от теоретического) для первой и второй реакции. Объясните полученные результаты.

"- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Решения экспериментального тура.

Задание 1. а) Конструкция прибора ясна из задания 2, принцип действия основан на том, что при закрывании газоотводной трубки, выделяющийся газ вытесняет кислоту из пробирки и реакция прекращается.

Уравнения реакций: Zn +2HCl = ZnCl₂ + H₂; CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂

Доказать наличие водорода проще всего по его горючести: 2H₂ + O₂ = 2H₂O

Если водород в пробирке чистый – он сгорает со слабым звуком. Если водород содержит примесь воздуха – звук резкий, свистящий.
Углекислый газ можно обнаружить по помутнению известковой воды: Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃¯ + H₂O

Задание 2.

Пример расчетов: Пусть масса цинка до реакции 3 г, после реакции 2,8 г. Значит в реакцию вступило 0,2 г цинка, n(Zn) = n(H₂) = m/M = 2/65=0,00308 моль,

V_теор(H₂) = nV_M = 0,00308*22,4 = 0,069 л = 69 мл. Если объем пробирки составлял 50 мл:

выход: h =V_пр/ V_теор = 50/69 = 0,725 = 72,5%

Оценивание:

Задание 1. Конструкция прибора и принцип действия по 2 балла, уравнения реакций 1 балл, всего 5 баллов

Задание 2. Техника работы 5 баллов, отчет, ответы на вопросы и расчет выхода 5 баллов, качество продукта 2 балла. Дополнительные баллы участникам, первыми закончившим эксперимент, за быстроту и аккуратность в работе, при условии правильного выполнения и достаточно полного описания хода работы – до 3 баллов

Суммарная оценка 20 баллов.

Можаев Г. М., старший преподаватель
Тюменского государственного университета