Готовимся к олимпиадам, страница 139 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

1. Воздух, содержащий примеси сероводорода и паров воды, был последовательно пропущен через раствор гидроксида натрия, концентрированную серную кислоту и над раскаленной медью. Какие газы были поглощены каждым из указанных веществ и каков окончательный состав смеси? Ответ поясните, приведите уравнения реакций.

Решение

Исходная газовая смесь представляет собой воздух (состоящий в основном из азота $N_2$, кислорода $O_2$ и благородных газов, преимущественно аргона $Ar$) с примесями сероводорода $H_2S$ и паров воды $H_2O$. Проанализируем каждый этап очистки этой смеси.

Какие газы были поглощены каждым из указанных веществ

1. Раствор гидроксида натрия ($NaOH$). Это щелочной раствор, который вступает в реакцию с газами, обладающими кислотными свойствами. Сероводород ($H_2S$) является слабой кислотой и поэтому поглощается раствором гидроксида натрия с образованием сульфида натрия и воды.Уравнение реакции:

$H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

Основные компоненты воздуха ($N_2$, $O_2$, $Ar$) и пары воды не реагируют с раствором щелочи.

2. Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$). Это вещество обладает сильными водоотнимающими свойствами и используется для осушения газов. При пропускании через нее газовая смесь, содержащая пары воды ($H_2O$), осушается, так как серная кислота поглощает воду. С остальными компонентами смеси ($N_2$, $O_2$, $Ar$) она в данных условиях не взаимодействует.

3. Раскаленная медь ($Cu$). При высокой температуре медь активно реагирует с кислородом ($O_2$), связывая его в виде твердого оксида меди(II).Уравнение реакции:

$2Cu + O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CuO$

Азот и благородные газы (аргон) являются химически инертными и с раскаленной медью не реагируют.

Ответ: Раствором гидроксида натрия был поглощен сероводород ($H_2S$). Концентрированной серной кислотой были поглощены пары воды ($H_2O$). Раскаленная медь прореагировала с кислородом ($O_2$), удалив его из смеси.

Каков окончательный состав смеси

После последовательной очистки из исходной смеси были удалены сероводород, пары воды и кислород. В результате в газовой смеси остались только те компоненты, которые не вступали в реакции ни на одном из этапов. Этими компонентами являются азот ($N_2$) и благородные газы (главным образом аргон, $Ar$), составляющие основу чистого воздуха (без кислорода).

Ответ: Окончательный состав смеси — азот ($N_2$) и благородные газы (преимущественно аргон, $Ar$).