§ 15. Химические свойства кислорода

1. Приведите названия трех простых веществ, с которыми взаимодействует кислород. Запишите уравнения реакций между кислородом и этими веществами.

Кислород может взаимодействовать:

с серой S + O₂ = SO₂

с углеродом C + O₂ = СО₂

с железом 3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

2. К какому типу относятся реакции кислорода с простыми веществами?

К реакции соединения, так как в результате реакций кислорода с простыми веществами образуется только одно сложное вещество.

3. При недостаточном количестве кислорода метан может вступать в реакцию с кислородом с образованием не углекислого газа CO₂, а угарного газа CO. Приведите уравнение этой химической реакции.

2CH₄ + 3O₂ = 2CO + 4H₂O

4. Как можно экспериментально доказать, что колба заполнена чистым кислородом?

В колбу необходимо внести тлеющую лучину, если она вспыхнет, то колба заполонена чистым кислородом.

5. Почему при выполнении тяжелой физической работы дыхание человека становится более частым и глубоким?

Для выполнения такого рода работы человеку необходимо больше энергии, которая образуется в результате процесса клеточного дыхания, т.е. при взаимодействии глюкозы с кислородом. Для того чтобы кислорода в организм поступало больше, дыхание становится более частым и глубоким.

6. Если на тлеющие угольки костра сильно подуть, они вспыхивают ярким пламенем. Поясните, почему это происходит.

Если на тлеющие угольки костра сильно подуть, они вспыхивают ярким пламенем, так как увеличивается количество поступающего кислорода.

7. Почему для тушения горящих предметов в бытовых условиях рекомендуется быстро набросить на них одеяло или плотную ткань?

Для тушения горящих предметов в бытовых условиях рекомендуется быстро набросить на них одеяло или плотную ткань с целью уменьшения доступа кислорода, в результате чего горение замедляется или прекращается.

8. Какой объем азота следует добавить к кислороду объемом 48,4 дм³ , чтобы объемная доля азота в полученной газовой смеси стала равной 32,6 %?

Дано:

$\mathrm{V(O)=48.4\,дм^3};$

$\mathrm{\varphi(N) = 32.6\,\%}.$

Найти:

$\mathrm{V(N)\,-\,?}$

Решение:

Объемная доля азота в смеси равна 32.6%, найдём объемную долю кислорода:

$\mathrm{\varphi(O) = 100\,\% - \varphi(N)};$

$\mathrm{\varphi(O) = 100\,\% - 32.6\,\% = 67.4\,\%}.$

Объем азота, который необходимо добавить, можно найти из пропорции:

$\mathrm{\dfrac{V(O)}{V(N)} = \dfrac{\varphi(O)}{\varphi(N)}};$

$\mathrm{V(N) = \dfrac{V(O) · \varphi(N)}{\varphi(O)}};$

$\mathrm{V(N)=\dfrac{48.4\,дм^3· 32.6\,\%}{67.4\,\%}=23.4\,дм^3.}$

Ответ: 23.4 м³.

9. Газовая смесь состоит из кислорода и углекислого газа. Масса кислорода в этой смеси в 3 раза больше массы углекислого газа. Рассчитайте массовую долю углекислого газа в этой газовой смеси.

Дано:

$\mathrm{m(O) = 3 · m(CO_2)}.$

Найти:

$\mathrm{\omega(CO_2)}\,-\,?$

Решение:

Пусть масса кислорода в смеси равна $3x,$ а масса углекислого газа равна $x.$ Тогда общая масса смеси равна:

$m(смеси) = 3x+x=4x.$

Массовая доля углекислого газа в смеси равна:

$\omega(\mathrm{CO_2})=\dfrac{x}{4x};$

$\omega(\mathrm{CO_2})=\dfrac{1}{4} = 0.25\,или\,25\,\%.$

Ответ: 25%.