Страница 100 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

8. Выберите верные утверждения о галогенах:

1) в семейство галогенов входят активные неметаллы

2) среди галогенов нет твёрдых веществ

3) температура плавления простых веществ — галогенов уменьшается от фтора к астату

4) термин «галогены» в переводе с латинского означает «рождающие соли»

5) галогены не взаимодействуют с металлами

Проанализируем каждое утверждение по отдельности, чтобы выбрать верные.

1) в семейство галогенов входят активные неметаллы

Это утверждение верно. Галогены — это элементы 17-й группы периодической системы. На их внешнем электронном слое находится 7 электронов, и им не хватает всего одного электрона до завершения стабильной восьмиэлектронной оболочки. Поэтому они обладают высокой электроотрицательностью, легко принимают электрон и проявляют сильные окислительные свойства. Это определяет их высокую химическую активность как типичных неметаллов. Фтор ($F_2$) является самым активным неметаллом.

2) среди галогенов нет твёрдых веществ

Это утверждение неверно. В ряду галогенов с увеличением атомной массы их агрегатное состояние при стандартных условиях закономерно изменяется. Фтор ($F_2$) и хлор ($Cl_2$) — газы, бром ($Br_2$) — жидкость, а иод ($I_2$) и астат ($At_2$) — твёрдые вещества.

3) температура плавления простых веществ — галогенов уменьшается от фтора к астату

Это утверждение неверно. Простые вещества галогены состоят из двухатомных неполярных молекул ($X_2$). Между этими молекулами действуют слабые межмолекулярные силы (силы Ван-дер-Ваальса). С увеличением порядкового номера элемента (от фтора к астату) растёт число электронов в молекуле и, соответственно, её поляризуемость. Это приводит к усилению межмолекулярного взаимодействия, и, как следствие, к увеличению, а не уменьшению, температур плавления и кипения.

4) термин «галогены» в переводе с латинского означает «рождающие соли»

Это утверждение верно. Название «галогены» происходит от греческих слов hals — «соль» и genos — «род, рождение», что дословно означает «рождающие соли». Такое название они получили за свою характерную способность при взаимодействии с металлами образовывать соли (галогениды), например: $2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$.

5) галогены не взаимодействуют с металлами

Это утверждение неверно. Оно прямо противоречит самому названию галогенов. Галогены являются очень активными неметаллами и бурно реагируют с большинством металлов, образуя соли (галогениды).

Таким образом, верными являются утверждения под номерами 1 и 4.

Ответ: 1, 4.

9. Установите соответствие между характером оксида и формулой этого оксида.

ХАРАКТЕР ОКСИДА

А) кислотный

Б) амфотерный

В) основной

ФОРМУЛА ОКСИДА

1) $BeO$

2) $CaO$

3) $CrO_3$

4) $K_2O$

Для установления соответствия необходимо классифицировать каждый оксид по его химическим свойствам. Свойства оксидов определяются положением элемента в периодической системе и его степенью окисления.

А) кислотный

Кислотные свойства проявляют оксиды неметаллов и оксиды переходных металлов в высоких степенях окисления (обычно +5 и выше). Из предложенного списка оксид хрома(VI) $CrO_3$ является кислотным. В этом оксиде хром имеет степень окисления +6. Этот оксид является ангидридом хромовой ($H_2CrO_4$) и дихромовой ($H_2Cr_2O_7$) кислот и реагирует со щелочами, образуя соли хроматы и дихроматы.

Ответ: 3

Б) амфотерный

Амфотерные оксиды способны проявлять как кислотные, так и основные свойства, то есть реагировать и с кислотами, и со щелочами. Классическим примером амфотерного оксида является оксид бериллия $BeO$. Бериллий, хотя и находится во II группе, проявляет свойства, промежуточные между металлами и неметаллами.

Ответ: 1

В) основный

Основные свойства характерны для оксидов, образованных типичными металлами, в частности, щелочными (I группа) и щелочноземельными (II группа, кроме Be). В списке представлены два таких оксида: оксид кальция $CaO$ (пункт 2) и оксид калия $K_2O$ (пункт 4). Оба являются основными оксидами. Например, оксид кальция $CaO$ реагирует с кислотами: $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$. В рамках задания на соответствие можно выбрать любой из этих вариантов, так как оба являются правильными.

Ответ: 2 (или 4)

10. В каком виде ксенон встречается в природе? Где ксенон находит применение?

В каком виде ксенон встречается в природе?

Ксенон ($Xe$) — это благородный (инертный) газ. Из-за своей химической инертности он практически не образует соединений в естественных условиях и встречается в природе в свободном, одноатомном виде.

Основным источником ксенона является атмосфера Земли. Однако это один из самых редких газов в атмосфере; его объёмная доля составляет всего около $8.7 \times 10^{-6}$ % (или 0.087 частей на миллион). Это означает, что в 1000 кубических метрах воздуха содержится менее 100 кубических сантиметров ксенона. В следовых количествах ксенон также обнаруживают в газах, выделяющихся из некоторых минеральных источников, и в некоторых минералах. Промышленно ксенон получают как побочный продукт при разделении сжиженного воздуха методом фракционной дистилляции.

Ответ: В природе ксенон встречается в свободном атомарном виде ($Xe$), главным образом как крайне редкая газовая составляющая земной атмосферы.

Где ксенон находит применение?

Благодаря своим уникальным физическим свойствам (высокая атомная масса, низкая теплопроводность, характерный спектр излучения) ксенон нашёл применение в ряде высокотехнологичных отраслей.

• Осветительная техника. Ксенон используется для наполнения мощных газоразрядных ламп. Эти лампы создают очень яркий, интенсивный белый свет, спектр которого близок к солнечному. Их применяют в автомобильных фарах (т.н. "ксеноновые фары"), мощных кинопроекторах, прожекторах и лампах для маяков. Также ксенон используют в лампах-вспышках для фотографии и в стробоскопах из-за способности давать короткие и яркие вспышки света.
• Медицина. Ксенон применяется в качестве средства для ингаляционного наркоза. Он считается практически идеальным анестетиком, так как нетоксичен, не оказывает негативного влияния на сердечно-сосудистую систему, быстро вводится и выводится из организма и обладает нейропротекторными свойствами. Гиперполяризованный изотоп $^{129}Xe$ используется как ингаляционный контрастный агент при проведении магнитно-резонансной томографии (МРТ) для визуализации лёгких.
• Космическая промышленность. Ксенон — основное рабочее тело для ионных двигателей, которые устанавливаются на космических аппаратах и спутниках для коррекции орбиты и длительных межпланетных перелётов. Ксенон легко ионизируется, имеет большую атомную массу, что позволяет создавать эффективную тягу при малом расходе топлива.
• Научные исследования и техника. Жидкий ксенон используется в качестве рабочего вещества в детекторах элементарных частиц, в частности, в экспериментах по поиску тёмной материи. Он также применяется в пузырьковых камерах для регистрации треков частиц и является компонентом газовой смеси в эксимерных лазерах, генерирующих ультрафиолетовое излучение.

Ответ: Ксенон находит применение в производстве мощных осветительных приборов (автомобильные фары, кинопроекторы), в медицине (как средство для наркоза и контрастное вещество для МРТ), в космической технике (в качестве топлива для ионных двигателей) и в научных исследованиях (детекторы частиц, лазеры).

11. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

$BeCl_2 \to Be(OH)_2 \to K_2BeO_2 \to BeSO_4$

Для осуществления данной цепи превращений необходимо провести три последовательные химические реакции.

$BeCl_2 \rightarrow Be(OH)_2$

Первое превращение — это получение гидроксида бериллия из его соли, хлорида бериллия. Так как гидроксид бериллия $Be(OH)_2$ является нерастворимым в воде основанием, его можно получить в результате реакции обмена между растворимой солью бериллия и щелочью. В качестве щелочи можно использовать, например, гидроксид натрия ($NaOH$).

Уравнение реакции:

$BeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Be(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

В ходе реакции образуется белый студенистый осадок гидроксида бериллия.

Ответ: $BeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Be(OH)_2\downarrow + 2NaCl$.

$Be(OH)_2 \rightarrow K_2BeO_2$

Второе превращение — получение бериллата калия из гидроксида бериллия. Гидроксид бериллия $Be(OH)_2$ является амфотерным соединением, то есть проявляет как основные, так и кислотные свойства. При реакции с сильной щелочью, в данном случае с гидроксидом калия ($KOH$), он ведет себя как кислота, образуя соль — бериллат калия. Для получения безводной соли $K_2BeO_2$ реакцию проводят при сплавлении.

Уравнение реакции:

$Be(OH)_2 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2BeO_2 + 2H_2O$

При реакции в водном растворе образовался бы комплексный гидроксо-ион, и формула соли была бы $K_2[Be(OH)_4]$ (тетрагидроксобериллат калия).

Ответ: $Be(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2BeO_2 + 2H_2O$.

$K_2BeO_2 \rightarrow BeSO_4$

Третье превращение — получение сульфата бериллия из бериллата калия. Бериллат калия является солью, образованной сильным основанием ($KOH$) и слабой амфотерной кислотой ($H_2BeO_2$, соответствующей $Be(OH)_2$). Для получения сульфата бериллия необходимо подействовать на бериллат калия сильной кислотой, например, серной ($H_2SO_4$). Серная кислота, как более сильная, вытеснит бериллиевую кислоту, которая тут же прореагирует с избытком серной кислоты с образованием соли $BeSO_4$.

Уравнение реакции:

$K_2BeO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow BeSO_4 + K_2SO_4 + 2H_2O$

В результате реакции образуются две соли — сульфат бериллия и сульфат калия, а также вода.

Ответ: $K_2BeO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow BeSO_4 + K_2SO_4 + 2H_2O$.

1. В ядре атома содержатся

1) только протоны

2) протоны и нейтроны

3) только электроны

4) протоны и электроны

Решение

Согласно планетарной модели атома, атом состоит из положительно заряженного ядра, расположенного в центре, и отрицательно заряженных электронов, которые движутся вокруг него.

Ядро атома, в свою очередь, состоит из частиц, называемых нуклонами. Существует два вида нуклонов:

- Протоны: частицы, обладающие положительным элементарным зарядом. Число протонов в ядре определяет атомный номер элемента в периодической системе и, соответственно, его химические свойства.

- Нейтроны: частицы, не имеющие электрического заряда, то есть нейтральные.

Электроны не входят в состав ядра; они образуют электронную оболочку атома, находящуюся на значительном расстоянии от ядра.

Проанализируем предложенные варианты ответа:

1) только протоны – неверно. Ядро, состоящее только из протонов, есть только у самого распространенного изотопа водорода — протия ($^1_1\text{H}$). Ядра всех остальных химических элементов содержат как протоны, так и нейтроны. Вопрос задан в общем виде.

2) протоны и нейтроны – верно. Это наиболее общее и правильное описание состава атомного ядра для всех элементов, кроме протия.

3) только электроны – неверно. Электроны находятся в электронной оболочке, а не в ядре.

4) протоны и электроны – неверно. В ядре нет электронов.

Таким образом, в ядре атома содержатся протоны и нейтроны.

Ответ: 2) протоны и нейтроны.

2. Принадлежность атома конкретному химическому элементу определяется

1) зарядом ядра

2) количеством нейтронов в ядре

3) массой атома

4) количеством электронов на внешнем энергетическом уровне

Принадлежность атома к определенному химическому элементу определяется фундаментальной характеристикой его атомного ядра, которая остается неизменной в химических реакциях. Этой характеристикой является заряд ядра, который напрямую зависит от количества протонов в нем.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) зарядом ядра

Заряд ядра ($q$) определяется количеством протонов ($Z$) в нем: $q = Z \cdot e$, где $e$ — элементарный заряд. Число протонов, или атомный номер ($Z$), является уникальной характеристикой для каждого химического элемента. Например, все атомы, у которых в ядре 6 протонов, относятся к элементу углерод ($C$), а все атомы с 92 протонами — к урану ($U$). Изменение числа протонов в ядре означает превращение одного элемента в другой, что происходит только в ядерных реакциях. Таким образом, именно заряд ядра однозначно определяет химический элемент. Этот вариант является верным.

2) количеством нейтронов в ядре

Атомы одного и того же элемента могут содержать разное число нейтронов ($N$). Такие атомы называются изотопами. Например, у водорода есть три изотопа: протий ($Z=1, N=0$), дейтерий ($Z=1, N=1$) и тритий ($Z=1, N=2$). Несмотря на разное число нейтронов, все они являются атомами водорода, поскольку у всех в ядре по одному протону. Следовательно, количество нейтронов не определяет принадлежность атома к элементу.

3) массой атома

Масса атома в основном определяется суммой масс протонов и нейтронов (массовым числом $A = Z + N$). Поскольку число нейтронов у одного и того же элемента может быть разным (изотопы), то и масса атомов будет разной. Кроме того, существуют изобары — атомы разных элементов с одинаковой массой. Например, аргон-40 ($_{18}^{40}\text{Ar}$) и кальций-40 ($_{20}^{40}\text{Ca}$) имеют одинаковое массовое число (40), но являются разными элементами. Значит, масса не является уникальным идентификатором элемента.

4) количеством электронов на внешнем энергетическом уровне

Количество электронов на внешнем уровне определяет химические свойства элемента. Однако атомы могут терять или приобретать электроны, образуя ионы. Например, нейтральный атом натрия ($Na$) имеет один электрон на внешнем уровне, а его ион ($Na^+$) не имеет электронов на этом уровне. И атом, и ион принадлежат элементу натрий, так как их ядро по-прежнему содержит 11 протонов. Поэтому количество внешних электронов определяет химическое состояние атома, но не его принадлежность к элементу.

Таким образом, единственная величина, которая однозначно определяет, к какому химическому элементу относится атом, — это заряд его ядра.

Ответ: 1