§ 22. Кислород, и его характеристика, нахождение в природе и получение

1. Предложите свой вариант диаграммы «Распространение химических элементов в природе (по массе)». Выполните его на компьютере.

2. Как получают кислород в лаборатории и в промышленности? Напишите уравнения соответствующих реакций. Обсудите с соседом по парте, чем различаются эти способы.

В лаборатории кислород обычно получают:

А) термическим разложением (нагреванием) перманганата калия
2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Б) воздействием оксида марганца (IV) — выступает в роли катализатора — на пероксид водорода
2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑

Реже используют разложение бертолетовой соли под воздействием
оксида марганца (IV) в качестве катализатора
2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑

В промышленности кислород получают с из сжиженного воздуха: температура кипения жидкого азота ниже (-196° С), чем кислорода (-183° С), поэтому азот испаряется (улетучивается) первым.

Разница между лабораторными и промышленным методом очевидна: в промышленности используют физические методы разделения смеси (перегонку), а в лаборатории кислород получают химическими методами (разложения).

3. Какие вещества называют катализаторами? Какой катализатор используют в известных вам реакциях получения кислорода?

Катализатором называют вещество, ускоряющее протекание химической реакции, но не расходующееся в ее процессе и не содержащееся в продуктах реакции.

Для разложения пероксида водорода и бертолетовой соли используют оксид марганца (IV).

4. Допишите уравнение реакции разложения оксида ртути (II) и расставьте необходимые коэффициенты:
HgO = … + …

2HgO = 2Hg + O₂↑

5. Допишите уравнение реакции разложения пероксида водорода и расставьте необходимые коэффициенты:
H₂O₂ = … + …

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑

6. Вычислите массовые доли элементов (в процентах): а) в оксиде серы (IV); б) в бертолетовой соли KClO₃.

w (Э) = Ar (Э) / Mr_{вещества}

а) Mr (SO₂) = Ar (S) + 2*Ar (O) = 32 + 2*16 = 64 а. е. м.

w (S) = 32 / 64 = 0,5 = 50%

w (O) = 32 / 64 = 0,5 = 50%

б) Mr (KClO₃) = Ar (K) + Ar (Cl) + 3*Ar (O) = 39 + 35,5 + 3*16 = 122,5 а. е. м.

w (K) = 39 / 122,5 = 0,318 = 31,8%

w (Cl) = 35,5 / 122,5 = 0,29 = 29%

w (O) = 48 / 122,5 = 0,392 = 39,2%

7. На основании закона сохранения массы веществ рассчитайте массу кислорода, вступившего в реакцию с 3,2 г меди, если в результате реакции образовалось 4 г оксида меди (II).

Согласно закону сохранения массы веществ, масса продуктов реакции равна массе веществ, вступивших в реакцию, то есть:

m (CuO) = m (Cu) + m (O)

А значит:

m (O) = m (CuO) — m (Cu)

m (O) = 4 — 3,2 = 0,8 г

Тестовые задания

1. Самый распространенный элемент в земной коре — это:
1) водород;
2) кислород;
3) железо;
4) кремний.

Ответ: 2) кислород

2. В предложении «Кислород входит в состав воздуха» речь идет о кислороде:
1) как о химическом элементе;
2) как о простом веществе.

Ответ: 2) как о простом веществе

3. Укажите правую часть уравнения химической реакции разложения пероксида водорода H₂O₂.
1) 2H₂ + 2O₂
2) 2H₂O + O₂
3) H₂O + H₂
4) H₂O + O₂

Ответ: 2.

4. Для получения кислорода в лаборатории не используют вещество:
1) KMnO₄;
2) KClO₃;
3) H₂O₂;
4) CaO.

Ответ: 4.