Страница 143 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. «Лишним» является оксид, формула которого

1) $MgO$

2) $N_2O$

3) $CaO$

4) $K_2O$

Решение

Для того чтобы определить, какое из предложенных соединений является «лишним», необходимо классифицировать каждый оксид по его химическим свойствам, в частности по кислотно-основному характеру. Оксиды делятся на основные, кислотные, амфотерные и несолеобразующие (безразличные).

1) MgO

Оксид магния ($MgO$). Магний ($Mg$) — это металл (щелочноземельный, IIА группа). Оксиды активных металлов I и II групп являются основными. Основные оксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду.

2) N₂O

Оксид азота(I) ($N_2O$), или закись азота. Азот ($N$) — это неметалл. Оксид $N_2O$ является несолеобразующим (безразличным) оксидом. Это означает, что он не проявляет ни основных, ни кислотных свойств и не образует солей при реакции с кислотами или основаниями.

3) CaO

Оксид кальция ($CaO$), или негашеная известь. Кальций ($Ca$) — это металл (щелочноземельный, IIА группа). Его оксид, $CaO$, также является типичным основным оксидом.

4) K₂O

Оксид калия ($K_2O$). Калий ($K$) — это металл (щелочной, IА группа). Его оксид является ярко выраженным основным оксидом.

Сравнивая все четыре соединения, можно сделать вывод, что оксиды $MgO$, $CaO$ и $K_2O$ объединены общим свойством: все они являются основными оксидами, образованными металлами. В отличие от них, оксид $N_2O$ является несолеобразующим оксидом, образованным неметаллом. Именно это различие делает его «лишним» в данном списке.

Ответ: 2) N₂O

4. Наименьшая массовая доля кислорода в оксиде, формула которого

1) $MgO$

2) $CO$

3) $CaO$

4) $NO$

Для того чтобы определить, в каком из предложенных оксидов наименьшая массовая доля кислорода, необходимо рассчитать эту величину для каждого соединения.

Массовая доля элемента ($\omega$) в веществе вычисляется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Во всех предложенных оксидах (MgO, CO, CaO, NO) на один атом элемента приходится один атом кислорода ($n=1$). Следовательно, формула для расчета массовой доли кислорода будет:

$\omega(O) = \frac{Ar(O)}{Mr(оксида)}$

Чтобы найти оксид с наименьшей массовой долей кислорода, нужно найти тот, у которого при одинаковой массе кислорода ($Ar(O) = 16$) будет наибольшая общая молекулярная масса ($Mr$). Это, в свою очередь, соответствует элементу с наибольшей относительной атомной массой ($Ar$).

Для расчетов используем округленные относительные атомные массы элементов:

• $Ar(Mg) = 24$
• $Ar(C) = 12$
• $Ar(Ca) = 40$
• $Ar(N) = 14$
• $Ar(O) = 16$

Рассчитаем массовую долю кислорода для каждого оксида.

1) MgO

Относительная молекулярная масса оксида магния:

$Mr(MgO) = Ar(Mg) + Ar(O) = 24 + 16 = 40$

Массовая доля кислорода в оксиде магния:

$\omega(O) = \frac{16}{40} = 0,4$ или $40\%$

2) CO

Относительная молекулярная масса оксида углерода(II):

$Mr(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28$

Массовая доля кислорода в оксиде углерода(II):

$\omega(O) = \frac{16}{28} \approx 0,571$ или $57,1\%$

3) CaO

Относительная молекулярная масса оксида кальция:

$Mr(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56$

Массовая доля кислорода в оксиде кальция:

$\omega(O) = \frac{16}{56} \approx 0,286$ или $28,6\%$

4) NO

Относительная молекулярная масса оксида азота(II):

$Mr(NO) = Ar(N) + Ar(O) = 14 + 16 = 30$

Массовая доля кислорода в оксиде азота(II):

$\omega(O) = \frac{16}{30} \approx 0,533$ или $53,3\%$

Сравнивая полученные результаты:

$28,6\% (\text{в } CaO) < 40\% (\text{в } MgO) < 53,3\% (\text{в } NO) < 57,1\% (\text{в } CO)$

Наименьшая массовая доля кислорода содержится в оксиде кальция (CaO).

Ответ: 3

5. Щелочами являются оба вещества, формулы которых:

1) $KOH$, $Cu(OH)_2$

2) $Ca(OH)_2$, $KNO_3$

3) $Ba(OH)_2$, $NaOH$

4) $HCl$, $Na_2O$

Решение

Щелочами называют растворимые в воде сильные основания. К ним относятся гидроксиды щелочных металлов (IА группа периодической системы) и некоторых щелочноземельных металлов (IIА группа, начиная с кальция). Проанализируем каждую предложенную пару веществ.

1) $KOH, Cu(OH)_2$

$KOH$ (гидроксид калия) — это гидроксид щелочного металла калия. Он является сильным основанием и хорошо растворим в воде, следовательно, это щелочь.

$Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(II)) — это основание, но оно нерастворимо в воде, поэтому щелочью не является. Таким образом, эта пара не подходит.

2) $Ca(OH)_2, KNO_3$

$Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) — гидроксид щелочноземельного металла. Это сильное основание, которое относят к щелочам (несмотря на его малую растворимость).

$KNO_3$ (нитрат калия) — это соль, а не основание. Таким образом, эта пара не подходит.

3) $Ba(OH)_2, NaOH$

$Ba(OH)_2$ (гидроксид бария) — гидроксид щелочноземельного металла бария. Является сильным основанием и растворим в воде, то есть это щелочь.

$NaOH$ (гидроксид натрия) — гидроксид щелочного металла натрия. Является сильным основанием и хорошо растворим в воде, то есть это щелочь.

Оба вещества в этой паре являются щелочами.

4) $HCl, Na_2O$

$HCl$ (соляная кислота) — это кислота, а не основание.

$Na_2O$ (оксид натрия) — это основный оксид. Он не является щелочью, хотя и образует щелочь $NaOH$ при реакции с водой.

Таким образом, эта пара не подходит.

Вывод: оба вещества являются щелочами только в паре под номером 3.

Ответ: 3

6. Выберите формулу кислоты, соли которой называются сульфитами.

1) $H_2S$

2) $H_2CO_3$

3) $H_2SO_4$

4) $H_2SO_3$

Решение

Для того чтобы выбрать правильную формулу кислоты, необходимо знать правила номенклатуры кислот и их солей. Название соли напрямую связано с кислотой, от которой она образована, а также со степенью окисления кислотообразующего элемента.

• Соли бескислородных кислот имеют названия с суффиксом -ид.
• Соли кислородсодержащих кислот, в которых кислотообразующий элемент проявляет высшую степень окисления, получают суффикс -ат.
• Соли кислородсодержащих кислот, в которых кислотообразующий элемент проявляет промежуточную степень окисления, получают суффикс -ит.

В вопросе требуется найти кислоту, соли которой называются сульфитами. Суффикс -ит указывает на то, что мы ищем кислоту, где сера имеет не высшую степень окисления. Это сернистая кислота.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) H₂S – это сероводородная кислота. Является бескислородной кислотой. Её соли называются сульфидами (например, сульфид натрия $Na_2S$).

2) H₂CO₃ – это угольная кислота. Её соли называются карбонатами (например, карбонат кальция $CaCO_3$).

3) H₂SO₄ – это серная кислота. Степень окисления серы в ней высшая (+6). Её соли называются сульфатами (например, сульфат бария $BaSO_4$).

4) H₂SO₃ – это сернистая кислота. Степень окисления серы в ней промежуточная (+4). Её соли называются сульфитами (например, сульфит калия $K_2SO_3$).

Следовательно, формула кислоты, соли которой называются сульфитами, — это $H_2SO_3$.

Ответ: 4

7. Количество вещества оксида серы(IV) ($SO_2$) массой 32 г и занимаемый им объём (н. у.) соответственно равны

1) 1 моль, 22,4 л

2) 2 моль, 44,8 л

3) 1,5 моль, 33,6 л

4) 0,5 моль, 11,2 л

Дано:

Вещество: оксид серы(IV), химическая формула $SO_2$.

Масса вещества: $m = 32 \text{ г}$.

Условия: нормальные условия (н. у.).

Найти:

Количество вещества $n$ - ?

Объём $V$ - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить два последовательных вычисления: сначала найти количество вещества оксида серы(IV), а затем определить его объём при нормальных условиях.

1. Расчет количества вещества ($n$).

Чтобы найти количество вещества, нам нужна его молярная масса ($M$). Молярная масса $SO_2$ вычисляется как сумма относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы.

Относительная атомная масса серы $Ar(S) \approx 32 \text{ г/моль}$.

Относительная атомная масса кислорода $Ar(O) \approx 16 \text{ г/моль}$.

$M(SO_2) = Ar(S) + 2 \cdot Ar(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 64 \text{ г/моль}$

Теперь, зная массу ($m$) и молярную массу ($M$), вычислим количество вещества ($n$):

$n = \frac{m}{M}$

$n(SO_2) = \frac{32 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

2. Расчет объёма ($V$).

Согласно закону Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.) занимает объём 22,4 литра. Этот объём называется молярным объёмом ($V_m$).

Объём газа рассчитывается по формуле:

$V = n \cdot V_m$

Подставим в формулу найденное количество вещества:

$V(SO_2) = 0,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 11,2 \text{ л}$

Таким образом, количество вещества оксида серы(IV) составляет 0,5 моль, а занимаемый им объём при нормальных условиях равен 11,2 л. Этот результат соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ:4) 0,5 моль, 11,2 л

8. При выпаривании 100 г $5\%$-ного раствора хлорида натрия

можно получить соль массой

1) 2 г

2) 3 г

3) 5 г

4) 10 г

Дано:

Масса раствора хлорида натрия, $m_{раствора} = 100 \text{ г}$

Массовая доля хлорида натрия, $\omega = 5\%$

$m_{раствора} = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг}$

Найти:

Массу соли, $m_{соли}$

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) в растворе определяется как отношение массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к массе всего раствора ($m_{раствора}$), выраженное в процентах.

Формула для расчета массовой доли:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \times 100\%$

В данной задаче растворенным веществом является соль хлорид натрия. При выпаривании раствора удаляется только растворитель (вода), а вся соль остается. Следовательно, масса соли, которую можно получить, равна массе соли, изначально содержавшейся в растворе.

Для нахождения массы соли ($m_{соли}$) необходимо выразить ее из формулы массовой доли:

$m_{соли} = \frac{\omega \times m_{раствора}}{100\%}$

Подставим известные значения в формулу. Так как варианты ответа даны в граммах, расчеты удобнее проводить в граммах.

$m_{соли} = \frac{5\% \times 100 \text{ г}}{100\%} = 5 \text{ г}$

Таким образом, при выпаривании 100 г 5%-ного раствора хлорида натрия можно получить 5 г соли. Этот результат соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 5 г.

9. Масса гидроксида натрия (г), содержащегося в 80 мл $25\%$-ного раствора плотностью $1.28 \text{ г/мл}$, равна

1) $19.5 \text{ г}$

2) $20.3 \text{ г}$

3) $25.6 \text{ г}$

4) $26.7 \text{ г}$

Дано:

Объем раствора ($V_{раствора}$) = 80 мл
Массовая доля гидроксида натрия ($\omega(NaOH)$) = 25%
Плотность раствора ($\rho_{раствора}$) = 1,28 г/мл

Найти:

Массу гидроксида натрия ($m_{NaOH}$) - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить два действия:

1. Найти массу всего раствора. Масса раствора вычисляется по формуле: масса равна произведению плотности на объем.

$m_{раствора} = V_{раствора} \cdot \rho_{раствора}$

Подставим известные значения:

$m_{раствора} = 80 \text{ мл} \cdot 1.28 \text{ г/мл} = 102.4 \text{ г}$

2. Найти массу растворенного вещества (гидроксида натрия). Массовая доля вещества в растворе показывает, какая часть от общей массы раствора приходится на это вещество. Она вычисляется по формуле:

$\omega(NaOH) = \frac{m_{NaOH}}{m_{раствора}}$

Отсюда массу гидроксида натрия можно найти как:

$m_{NaOH} = m_{раствора} \cdot \omega(NaOH)$

Перед вычислением переведем массовую долю из процентов в десятичную дробь: $25\% = 0.25$.

Подставим значения:

$m_{NaOH} = 102.4 \text{ г} \cdot 0.25 = 25.6 \text{ г}$

Ответ: 25,6 г. Это соответствует варианту ответа 3).

10. Верны ли утверждения?

А. Растворение — это физический процесс диффузии частиц растворённого вещества между молекулами растворителя.

Б. При растворении вещества всегда выделяется теплота.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Проанализируем каждое утверждение для определения его истинности.

А. Растворение — это физический процесс диффузии частиц растворённого вещества между молекулами растворителя.

Растворение — это сложный физико-химический процесс. Он включает в себя как физические, так и химические явления. К физическим явлениям относятся разрушение структуры растворяемого вещества (например, кристаллической решётки у солей) и диффузия — равномерное распределение частиц растворяемого вещества по всему объёму растворителя. К химическим явлениям относится сольватация — взаимодействие частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя. Утверждение А описывает только физическую сторону процесса, а именно диффузию. Несмотря на то, что это неполное описание (так как опускается химический аспект и процесс разрушения структуры вещества), оно указывает на верный и важный компонент процесса растворения. В контексте школьной программы, где часто делается акцент на физической природе явлений, это утверждение считается верным.

Б. При растворении вещества всегда выделяется теплота.

Это утверждение неверно. Тепловой эффект растворения определяется разницей между энергией, затрачиваемой на разрыв связей в кристалле вещества и между молекулами растворителя, и энергией, выделяющейся при образовании новых связей между частицами вещества и растворителя (энергия сольватации). Если выделяется больше энергии, чем затрачивается, процесс экзотермический (сопровождается выделением теплоты), например, при растворении серной кислоты ($H_2SO_4$) или гидроксида натрия ($NaOH$). Если же на разрыв связей требуется больше энергии, чем выделяется при сольватации, процесс эндотермический (сопровождается поглощением теплоты), например, при растворении нитрата аммония ($NH_4NO_3$) или нитрата калия ($KNO_3$). Таким образом, теплота может как выделяться, так и поглощаться, поэтому слово "всегда" делает утверждение ложным.

В результате анализа мы приходим к выводу, что утверждение А верно, а утверждение Б — неверно.

Ответ: 1

11. Верными являются утверждения:

1) кислород и водород нельзя собрать вытеснением воздуха из сосуда

2) водород обнаруживают с помощью тлеющей лучины

3) смесь водорода и кислорода взрывоопасна

4) кислород в лаборатории можно получить разложением перманганата калия

5) водород можно собрать вытеснением воздуха из стоящего на столе сосуда

Проанализируем каждое утверждение:

1) кислород и водород нельзя собрать вытеснением воздуха из сосуда

Это утверждение неверно. Оба газа можно собрать методом вытеснения воздуха, так как их плотности отличаются от плотности воздуха. Средняя молярная масса воздуха составляет примерно $29 \text{ г/моль}$. Молярная масса кислорода ($O_2$) — $32 \text{ г/моль}$, а водорода ($H_2$) — $2 \text{ г/моль}$. Поскольку кислород тяжелее воздуха, его собирают в сосуд, расположенный отверстием вверх. Водород значительно легче воздуха, поэтому его собирают в перевернутый сосуд, расположенный отверстием вниз.

Ответ: неверно.

2) водород обнаруживают с помощью тлеющей лучины

Это утверждение неверно. С помощью тлеющей лучины обнаруживают кислород, так как он поддерживает горение, и лучина ярко вспыхивает. Для обнаружения водорода используют горящую лучину. Чистый водород при поднесении к нему горящей лучины сгорает с характерным тихим хлопком. Смесь водорода с воздухом сгорает с резким "лающим" звуком. Тлеющая лучина в атмосфере чистого водорода просто погаснет.

Ответ: неверно.

3) смесь водорода и кислорода взрывоопасна

Это утверждение верно. Смесь водорода и кислорода, особенно в объемном соотношении 2:1, называется гремучим газом. При поджигании или инициировании искрой эта смесь реагирует со взрывом, образуя воду. Реакция выглядит так: $2H_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2H_2O(г)$. Эта реакция сильно экзотермическая и протекает очень быстро, что и вызывает взрыв.

Ответ: верно.

4) кислород в лаборатории можно получить разложением перманганата калия

Это утверждение верно. Термическое разложение перманганата калия ($KMnO_4$) — это один из самых распространенных лабораторных способов получения кислорода. При нагревании перманганат калия разлагается с образованием манганата калия, диоксида марганца и кислорода. Уравнение реакции: $2KMnO_4 \xrightarrow{t^\circ} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$.

Ответ: верно.

5) водород можно собрать вытеснением воздуха из стоящего на столе сосуда

Это утверждение неверно. "Стоящий на столе сосуд" подразумевает, что его отверстие направлено вверх. Как уже упоминалось в пункте 1, водород ($M_r(H_2) = 2$) намного легче воздуха ($M_{r,ср}(\text{воздуха}) \approx 29$). Поэтому он будет подниматься вверх и не сможет вытеснить более тяжелый воздух из сосуда, стоящего отверстием вверх. Чтобы собрать водород методом вытеснения воздуха, сосуд (пробирку или колбу) необходимо перевернуть отверстием вниз.

Ответ: неверно.

Таким образом, верными являются утверждения 3 и 4.