практическая работа 2, страница 104 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

Практическая работа 2. Получение кислорода и изучение его свойств

Цель работы: освоить один из лабораторных способов получения кислорода и собирания его методом вытеснения воздуха; закрепить знания о физических и химических свойствах кислорода.

Получение и собирание кислорода

1) В пробирку примерно на $\frac{1}{4}$ ее объема насыпьте порошок марганцовки $KMnO_4$. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Закрепите пробирку в штативе в наклонном положении, как показано на рисунке 45, б (с. 81). Подготовьте стакан (или пробирку) для собирания кислорода. Нагрейте сначала всю пробирку с $KMnO_4$, а потом только ту ее часть, где находится вещество.

2) Убедившись, что стакан или пробирка заполнились кислородом, прекратите нагревание и закройте сосуд с кислородом.

Исследование свойств кислорода

1) Какие физические свойства кислорода можно установить, рассматривая полученный газ?

2) Внесите в сосуд с кислородом тлеющую лучинку. Что вы наблюдаете? О чем это свидетельствует?

Составление отчета о проделанной работе

Опишите использованные вами способы получения и собирания кислорода. Нарисуйте прибор для получения и собирания кислорода с пояснительными надписями. Охарактеризуйте свойства кислорода, которые вы исследовали. Составьте соответствующие уравнения реакций. Сформулируйте выводы.

Описание использованных способов получения и собирания кислорода

В ходе практической работы кислород получали лабораторным способом — термическим разложением перманганата калия ($KMnO_4$), известного в быту как марганцовка.

Для этого в сухую пробирку помещали порошок перманганата калия. Пробирку закрывали пробкой с газоотводной трубкой и закрепляли в штативе в наклонном положении (отверстием вниз). Пробирку равномерно прогревали, а затем нагревали ту часть, где находится вещество. При нагревании перманганат калия разлагается с выделением кислорода.

Собирание кислорода производилось методом вытеснения воздуха. Газоотводную трубку опускали на дно сосуда-приемника (стакана или пробирки). Так как кислород тяжелее воздуха (молярная масса $O_2$ равна $32$ г/моль, а средняя молярная масса воздуха — примерно $29$ г/моль), он опускается на дно сосуда, постепенно заполняя его и вытесняя более легкий воздух вверх.

Прибор для получения и собирания кислорода состоит из следующих частей:

• Штатив с лапкой для закрепления пробирки.
• Пробирка, в которой находится исходное вещество ($KMnO_4$).
• Пробка с газоотводной трубкой.
• Спиртовка для нагревания.
• Сосуд-приемник (стакан или пробирка) для сбора кислорода.

Исследованные свойства кислорода

1) Какие физические свойства кислорода можно установить, рассматривая полученный газ?

В ходе эксперимента можно установить следующие физические свойства кислорода:

• Агрегатное состояние: при нормальных условиях кислород является газом.
• Цвет: кислород — бесцветный газ, так как в сосуде-приемнике мы не видим его.
• Запах: кислород не имеет запаха.
• Плотность: кислород тяжелее воздуха. Об этом свидетельствует способ его собирания — методом вытеснения воздуха в сосуд, расположенный дном вниз.

Ответ: Полученный газ не имеет цвета и запаха, находится в газообразном агрегатном состоянии и тяжелее воздуха.

2) Внесите в сосуд с кислородом тлеющую лучинку. Что вы наблюдаете? О чем это свидетельствует?

При внесении тлеющей лучинки в сосуд, заполненный кислородом, лучинка ярко вспыхивает и горит интенсивнее, чем на воздухе. Это происходит потому, что кислород является сильным окислителем и активно поддерживает горение. Концентрация кислорода в собранном газе близка к $100\%$, в то время как в воздухе его содержание составляет около $21\%$, поэтому процесс горения в чистом кислороде значительно интенсифицируется.

Ответ: Наблюдение: тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Свидетельство: кислород поддерживает горение.

Уравнение реакции

Получение кислорода из перманганата калия описывается следующим уравнением химической реакции:

$2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$

При нагревании перманганат калия (розово-фиолетовый) разлагается на манганат калия ($K_2MnO_4$, вещество темно-зеленого цвета), диоксид марганца ($MnO_2$, бурый порошок) и кислород ($O_2$).

Выводы

В ходе практической работы был освоен лабораторный способ получения кислорода путем термического разложения перманганата калия и его собирания методом вытеснения воздуха. Экспериментально были подтверждены основные физические (газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха) и химические (поддерживает горение) свойства кислорода. Реакция с тлеющей лучинкой является качественной реакцией на кислород.