Страница 147 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. Выберите формулу кислоты, соли которой называются сульфатами.

1) $H_2SO_4$

2) $H_2S$

3) $H_2SO_3$

4) $SrSO_4$

Решение

В вопросе требуется выбрать формулу кислоты, соли которой называются сульфатами. Название солей зависит от кислоты, из которой они образованы.

Названия солей кислородсодержащих кислот образуются от названия кислотного остатка. Кислотный остаток, в названии которого есть суффикс -ат (в данном случае, сульфат-ион $SO_4^{2-}$), соответствует кислоте, в названии которой есть суффикс -н- или -ов- (в данном случае, серная кислота). В таких кислотах кислотообразующий элемент (в данном случае, сера) находится, как правило, в своей высшей степени окисления.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1. 1) $H_2SO_4$

   Это серная кислота. Кислотный остаток этой кислоты — $SO_4^{2-}$, который называется сульфат-ионом. Следовательно, соли серной кислоты называются сульфатами (например, $K_2SO_4$ — сульфат калия, $FeSO_4$ — сульфат железа(II)). Этот вариант является верным.

2. 2) $H_2S$

   Это сероводородная кислота. Данная кислота является бескислородной. Соли бескислородных кислот имеют суффикс -ид. Соответственно, соли сероводородной кислоты (анион $S^{2-}$) называются сульфидами (например, $Na_2S$ — сульфид натрия).

3. 3) $H_2SO_3$

   Это сернистая кислота. Кислотный остаток этой кислоты — $SO_3^{2-}$, который называется сульфит-ионом. Суффикс -ит используется для кислот, где степень окисления центрального атома ниже, чем в кислоте с суффиксом -н-. Соли сернистой кислоты называются сульфитами (например, $CaSO_3$ — сульфит кальция).

4. 4) $SrSO_4$

   Формула $SrSO_4$ соответствует сульфату стронция. Это вещество само является солью (относится к классу сульфатов), а не кислотой. Кислоты по определению содержат атомы водорода, способные замещаться на атомы металла.

Таким образом, единственной кислотой из представленного списка, соли которой носят название "сульфаты", является серная кислота $H_2SO_4$.

Ответ: 1) $H_2SO_4$.

7. Количество вещества азота массой 140 г и занимаемый им объём (н. у.) соответственно равны

1) 10 моль, 224 л

2) 5 моль, 112 л

3) 5 моль, 22,4 л

4) 10 моль, 1,12 л

Дано:

Масса азота $m(\text{N}_2) = 140$ г
Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Количество вещества $n(\text{N}_2) - ?$
Объём $V(\text{N}_2) - ?$

Решение:

1. Сначала найдем количество вещества азота ($n$). Для этого нам понадобится молярная масса азота. Азот — это двухатомная молекула с формулой $N_2$.

Относительная атомная масса азота (N) равна 14. Следовательно, молярная масса молекулы азота ($N_2$) будет:
$M(\text{N}_2) = 2 \times 14 \text{ г/моль} = 28 \text{ г/моль}$

Теперь, зная массу и молярную массу, мы можем вычислить количество вещества по формуле:
$n = \frac{m}{M}$
$n(\text{N}_2) = \frac{140 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}$

2. Далее найдем объём, который занимает данное количество азота при нормальных условиях (н. у.). Согласно закону Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) занимает объём 22,4 л. Этот объём называется молярным объёмом ($V_m$).

Объём газа можно рассчитать по формуле:
$V = n \times V_m$
$V(\text{N}_2) = 5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л}$

Таким образом, количество вещества азота массой 140 г составляет 5 моль, а занимаемый им объём при нормальных условиях равен 112 л. Сравнив полученные результаты с предложенными вариантами, мы видим, что они соответствуют варианту 2).

Ответ: 2) 5 моль, 112 л

8. Масса сахара, необходимого для приготовления 200 г 5%-ного раствора сахара, равна

1) 2 г

2) 4 г

3) 10 г

4) 20 г

Дано:

Масса раствора сахара, $m_{р-ра}$ = 200 г
Массовая доля сахара в растворе, $\omega_{сахара}$ = 5%

Перевод в систему СИ не требуется, так как все величины даны в граммах и ответ также предполагается в граммах.

Найти:

Массу сахара, $m_{сахара}$ — ?

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) в растворе вычисляется по формуле:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{р-ра}} \times 100\%$

где $m_{вещества}$ — масса растворенного вещества (в данном случае сахара), а $m_{р-ра}$ — общая масса раствора.

Для того чтобы найти массу сахара, необходимую для приготовления раствора, выразим $m_{вещества}$ из этой формулы:

$m_{вещества} = \frac{\omega \times m_{р-ра}}{100\%}$

Подставим в формулу известные значения:

$m_{сахара} = \frac{5\% \times 200 \text{ г}}{100\%} = \frac{1000}{100} \text{ г} = 10 \text{ г}$

Таким образом, для приготовления 200 г 5%-ного раствора сахара необходимо взять 10 г сахара. Данный результат соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 10 г.

9. Масса гидроксида калия, содержащегося в 40 мл 20%-ного раствора плотностью $1,19 \text{ г/мл}$, равна

1) $9,52 \text{ г}$ 2) $8,36 \text{ г}$ 3) $7,32 \text{ г}$ 4) $6,74 \text{ г}$

Дано:

Объем раствора ($V_{р-ра}$) = 40 мл

Плотность раствора ($\rho_{р-ра}$) = 1,19 г/мл

Массовая доля гидроксида калия ($\omega(KOH)$) = 20%

Найти:

Массу гидроксида калия ($m(KOH)$) - ?

Решение:

Чтобы найти массу гидроксида калия, содержащегося в растворе, необходимо сначала определить массу самого раствора, а затем вычислить массу растворенного вещества.

1. Вычислим массу раствора ($m_{р-ра}$), используя формулу связи массы, плотности и объема:

$m_{р-ра} = \rho_{р-ра} \cdot V_{р-ра}$

Подставим в формулу данные из условия задачи:

$m_{р-ра} = 1,19 \text{ г/мл} \cdot 40 \text{ мл} = 47,6 \text{ г}$

2. Теперь, зная массу раствора и массовую долю растворенного вещества, найдем массу гидроксида калия ($m(KOH)$). Массовая доля ($\omega$) показывает, какая часть от общей массы раствора приходится на растворенное вещество. Формула для расчета массы вещества:

$m(KOH) = m_{р-ра} \cdot \omega(KOH)$

Перед расчетом необходимо перевести массовую долю из процентов в доли единицы:

$\omega(KOH) = 20\% / 100\% = 0,20$

Подставим значения в формулу:

$m(KOH) = 47,6 \text{ г} \cdot 0,20 = 9,52 \text{ г}$

Масса гидроксида калия в растворе составляет 9,52 г. Этот результат совпадает с вариантом ответа 1).

Ответ: 9,52 г.

10. Верны ли утверждения?

А. Растворение — это физико-химический процесс.

Б. Раствор — это гомогенная система, состоящая из растворителя, растворённого вещества и продуктов их взаимодействия

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Для ответа на вопрос необходимо последовательно проанализировать оба утверждения.

А. Растворение — это физико-химический процесс.

Это утверждение является верным. Процесс растворения объединяет в себе признаки как физического, так и химического явлений. С физической точки зрения происходит разрушение структуры растворяемого вещества (например, кристаллической решётки) и равномерное распределение (диффузия) его частиц в объёме растворителя. С химической точки зрения происходит взаимодействие частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя (процесс сольватации, а в случае воды — гидратации). В результате этого взаимодействия образуются сольваты (гидраты) и происходит изменение энергии системы (выделение или поглощение теплоты). Совокупность этих явлений позволяет классифицировать растворение как физико-химический процесс.

Б. Раствор — это гомогенная система, состоящая из растворителя, растворённого вещества и продуктов их взаимодействия.

Это утверждение также верно. Оно даёт полное и современное определение раствора, основанное на физико-химической теории растворов Д. И. Менделеева. Во-первых, раствор — это гомогенная (однородная) система, в которой компоненты распределены равномерно на молекулярном уровне, и отсутствуют видимые границы раздела фаз. Во-вторых, данное определение справедливо включает в состав раствора не только исходные компоненты (растворитель и растворённое вещество), но и продукты их взаимодействия — сольваты (или гидраты). Учёт этих продуктов взаимодействия является ключевым аспектом, отражающим химическую природу процесса образования раствора.

Таким образом, оба утверждения, А и Б, являются верными. Следовательно, из предложенных вариантов правильным является тот, который утверждает, что верны оба утверждения.

Ответ: 3) оба утверждения верны

11. Верными являются утверждения:

1) водород и кислород можно собирать вытеснением воды из сосуда

2) водород обнаруживают с помощью тлеющей лучины

3) кислород в промышленности получают разложением пероксида водорода

4) водород получают взаимодействием кислоты с металлом

5) кислород распознают по помутнению известковой воды

1) водород и кислород можно собирать вытеснением воды из сосуда

Это утверждение является верным. Метод собирания газа путем вытеснения воды применим для газов, которые плохо растворяются в воде. Как водород ($H_2$), так и кислород ($O_2$) обладают низкой растворимостью в воде. Поэтому их можно собирать в лаборатории, пропуская через трубку в перевернутый, заполненный водой сосуд (например, пробирку или цилиндр). Газ, поступая в сосуд, будет вытеснять из него воду.

2) водород обнаруживают с помощью тлеющей лучины

Это утверждение неверно. Тлеющая лучина — это качественный реактив на кислород. В атмосфере кислорода она ярко вспыхивает, так как кислород поддерживает горение. Водород же обнаруживают с помощью зажженной лучины (или спички). Если поднести пламя к сосуду с чистым водородом, раздастся характерный тихий хлопок («лающий» звук). Тлеющая лучина в водороде просто погаснет, так как он не поддерживает горение.

3) кислород в промышленности получают разложением пероксида водорода

Это утверждение неверно. Разложение пероксида (перекиси) водорода, обычно в присутствии катализатора диоксида марганца ($MnO_2$), является распространенным лабораторным способом получения кислорода. В промышленных же масштабах кислород получают экономически более выгодным способом — фракционной перегонкой (ректификацией) сжиженного воздуха. Этот метод позволяет разделять воздух на основные компоненты — азот и кислород — благодаря различию их температур кипения.

4) водород получают взаимодействием кислоты с металлом

Это утверждение верно. Это один из основных способов получения водорода в лабораторных условиях. Реакция протекает между металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода (например, цинк $Zn$, железо $Fe$, магний $Mg$), и разбавленными кислотами (например, соляной $HCl$ или серной $H_2SO_4$). В ходе реакции металл вытесняет водород из кислоты. Пример уравнения реакции: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$.

5) кислород распознают по помутнению известковой воды

Это утверждение неверно. Помутнение известковой воды (водного раствора гидроксида кальция $Ca(OH)_2$) является качественной реакцией для обнаружения углекислого газа ($CO_2$). При пропускании $CO_2$ через известковую воду образуется белый нерастворимый осадок карбоната кальция ($CaCO_3$), что и вызывает помутнение. Кислород с известковой водой не реагирует и не вызывает видимых изменений.

Таким образом, верными являются утверждения 1 и 4.

Ответ: 1, 4.

12. Установите соответствие между названием вещества и формулой этого вещества.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА

А) гидроксид меди(II)

Б) сульфид цинка

В) соляная кислота

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

1) $Cu(OH)_2$

2) $ZnSO_3$

3) $ZnS$

4) $HCl$

5) $CuOH$

А) гидроксид меди(II)

Гидроксид меди(II) является основанием. Название "гидроксид" говорит о наличии в составе вещества гидроксогруппы ($OH^-$), имеющей заряд -1. Указание в скобках римской цифры (II) означает, что валентность (и степень окисления) меди в этом соединении равна +2. Для составления электронейтральной формулы необходимо, чтобы суммарный положительный заряд катионов был равен суммарному отрицательному заряду анионов. Поэтому на один ион меди $Cu^{2+}$ требуется две гидроксогруппы $OH^-$. Формула вещества — $Cu(OH)_2$.

Ответ: 1

Б) сульфид цинка

Сульфид цинка — это соль, состоящая из катиона цинка ($Zn^{2+}$) и аниона серы (сульфид-иона $S^{2-}$). Цинк в соединениях, как правило, имеет постоянную степень окисления +2, а сульфид-ион имеет заряд -2. Так как заряды ионов равны по модулю и противоположны по знаку, для составления формулы требуется один ион цинка и один ион серы. Формула вещества — $ZnS$.

Ответ: 3

В) соляная кислота

Соляная кислота — это тривиальное (исторически сложившееся) название водного раствора хлороводорода. Хлороводород представляет собой соединение водорода ($H$) и хлора ($Cl$). В этом соединении водород имеет степень окисления +1, а хлор -1. Следовательно, химическая формула хлороводорода, а соответственно и соляной кислоты, — $HCl$.

Ответ: 4