Початковий рівень
Вправа 1 Як отримують кисень у промисловості? У промисловості кисень отримують перегонкою рідкого повітря. При високому тиску й охолодженні приблизно до -200°С повітря переходить у рідкий стан — це блакитна рідина, що складається зі зріджених газів, переважно з азоту і кисню. Кисень кипить при вищій температурі (-183°С), ніж азот (-196°С), тому при повільному нагріванні рідкого повітря азот випаровується раніше. Багаторазово повторюючи процеси випаровування і конденсації, вдається повністю розділити рідке повітря на азот і кисень.
Вправа 2 Які способи збирання газу в лабораторії вам відомі? Існує два способи збирання газу: витісненням води і витісненням повітря.
Опишіть їх.
Витісненням води збирають тільки ті гази, що погано в ній розчиняються, наприклад, кисень. Якщо газоподібна речовина добре розчиняється у воді, то не витісняє її з посудини.
Витісненням повітря можна збирати всі гази, слід лише визначитись перед тим, як тримати посудину-приймач ― донизу чи догори дном. Легші за повітря гази збирають, тримаючи посудину догори дном, а важчі ― донизу дном. Оскільки кисень важчий за повітря і опускається вниз, то посудину-приймач треба тримати донизу дном.
Середній рівень
Вправа 3 На чому ґрунтується використання гідроґен пероксиду для зупинки кровотеч і дезінфекції ран? Потрапивши у рану, гідроґен пероксид починає розкладатися під дією біологічних ферментів (гемоглобіну крові), а кисень, що виділяється, не лише вбиває хвороботворні бактерії, але й прискорює згортання крові і зупиняє кровотечу.
Вправа 4 Як виділити манґан (ІV) оксид із суміші, що утворюється після прожарювання бертолетової солі? Методом фільтрування.
Вправа 5 Чому у промисловості не добувають кисень із гідроґен пероксиду чи калій перманґанату? Через їхню високу собівартість.
Достатній рівень
Вправа 6 Прокоментуйте дослід Прістлі. Уперше кисень був добутий Дж. Прістлі із червоного порошку меркурій (II) оксиду. Вчений сфокусував сонячне проміння великою скляною лінзою на цю речовину, що містилася у перевернутому догори дном циліндрі, опущеному в посудину зі ртуттю і помітив виділення газу. Жевріюча скіпка спалахнула у ньому яскравим полум’ям і горіла яскравіше, ніж на повітрі. Миші у посудині, наповненій цим газом, дихали легко, але швидко гинули. Сам учений теж вдихнув його і зазначив, що він «допомагає легеням дихати».
Напишіть рівняння реакції розкладу меркурій (ІІ) оксиду НgО на прості речовини.
2HgO = 2Hg + O2↑
Вправа 7 Які речовини називають каталізаторами? Каталізатори — речовини, які прискорюють швидкість реакції та не входять до складу продуктів реакції.
Наведіть приклади каталітичних реакцій.
Розклад гідроґен пероксиду Н2О2, розклад бертолетової солі KClO3. У обох випадках каталізатор манган (IV) оксид МnO2 прискорює ці хімічні реакції.
Вправа 8 Якими способами можна отримати кисень в лабораторії? У лабораторії кисень отримують при нагріванні деяких оксигеновмісних речовин, які легко розкладаються.
Напишіть рівняння реакцій.
2КСlO3 = 2КСl + ЗО2↑ (t0C, кат. MnO2)
2H2O2 = 2H2O + O2↑ (t0C, кат. MnO2)
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KNO3 = 2KNO2 + O2↑
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑
2H2O = H2 + O2↑ - електроліз води
До якого типу вони належать? Це реакцій розкладу.
Високий рівень
Вправа 9 Під час електролізу 36 г води утворилося 4 г водню і кисень. Обчисліть масу кисню, який виділився внаслідок електролізу води.
Відомо: m(H2O)=36 г, m(H2)=4 г
Знайти: m(O2)-?
Розв'язування
2H2O = 2H2 + O2↑
За законом збереження маси речовин: маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, які утворилися в результаті реакції, отримаємо m(H2O)=m(H2)+m(O2), звідси
m(O2)=m(H2O)-m(H2)=36 г - 4 г=32 г
Відповідь: 32 г
Додаткове завдання
Вправа 10 У природі кисень утворюється під час фотосинтезу. Спрощено процес фотосинтезу можна уявити так: рослина поглинає з повітря вуглекислий газ, засвоює з ґрунту воду, внаслідок складних біохімічних реакцій під впливом сонячного світла у листках рослин утворюються вуглеводи, зокрема глюкоза (молекула якої складається з шести атомів Карбону, дванадцяти атомів Гідроґену і шести атомів Оксиґену) та виділяється кисень. Напишіть рівняння реакції фотосинтезу.
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2↑