Страница 149 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

7. Количество вещества и масса 11,2 л (н. у.) угарного газа $CO$ соответственно равны

1) 0,5 моль, 14 г

2) 1 моль, 14 г

3) 0,5 моль, 28 г

4) 0,1 моль, 0,14 г

Дано:

Газ - угарный газ (CO)
Объем газа $V(\text{CO}) = 11,2 \text{ л}$
Условия - нормальные (н. у.), что означает молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

Перевод в СИ:
$V(\text{CO}) = 11,2 \text{ л} = 11,2 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$
$V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}$

Найти:

Количество вещества $n(\text{CO})$ - ?
Массу $m(\text{CO})$ - ?

Решение:

1. Сначала найдем количество вещества ($n$) угарного газа CO, зная его объем при нормальных условиях. Формула для расчета количества вещества газа через его объем:

$n = \frac{V}{V_m}$

где $V$ - объем газа, а $V_m$ - молярный объем газа при н. у. ($22,4$ л/моль).

Подставим данные в формулу:

$n(\text{CO}) = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

2. Далее найдем массу ($m$) полученного количества вещества угарного газа. Для этого нам понадобится его молярная масса ($M$). Молярная масса CO складывается из атомных масс углерода (C) и кислорода (O).

Относительная атомная масса углерода $A_r(\text{C}) \approx 12$.
Относительная атомная масса кислорода $A_r(\text{O}) \approx 16$.

Молярная масса угарного газа:

$M(\text{CO}) = A_r(\text{C}) + A_r(\text{O}) = 12 + 16 = 28 \text{ г/моль}$

3. Теперь рассчитаем массу угарного газа по формуле:

$m = n \cdot M$

Подставим вычисленные значения:

$m(\text{CO}) = 0,5 \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} = 14 \text{ г}$

Итак, количество вещества угарного газа составляет 0,5 моль, а его масса - 14 г. Сравнивая полученный результат с предложенными вариантами, мы видим, что он соответствует варианту 1.

Ответ: 1) 0,5 моль, 14 г

8. Масса соли, полученной при выпаривании 300 г её раствора с массовой долей 15 %, равна

1) 15 г

2) 20 г

3) 30 г

4) 45 г

Дано:

$m_{раствора} = 300 \text{ г}$

$\omega_{соли} = 15\%$

$m_{раствора} = 300 \text{ г} = 0.3 \text{ кг}$

Найти:

$m_{соли}$ - ?

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) определяется как отношение массы этого вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$). Формула для вычисления массы вещества через его массовую долю и массу раствора выглядит следующим образом:

$m_{вещества} = \omega \times m_{раствора}$

В данной задаче растворенным веществом является соль. Перед проведением расчетов необходимо перевести значение массовой доли из процентов в десятичную дробь, разделив на 100:

$\omega_{соли} = 15\% = \frac{15}{100} = 0.15$

Теперь можем рассчитать массу соли, подставив известные значения в формулу. Так как варианты ответа представлены в граммах, будем использовать массу раствора также в граммах.

$m_{соли} = 0.15 \times 300 \text{ г}$

$m_{соли} = 45 \text{ г}$

Процесс выпаривания подразумевает удаление растворителя из раствора. Вся растворенная соль при этом остается в виде сухого остатка. Таким образом, масса соли, полученная в результате выпаривания, равна массе соли, которая изначально содержалась в растворе.

Ответ: 45 г.

9. Масса серной кислоты, содержащейся в 50 мл $22\%$-ного раствора плотностью $1,16 \text{ г/мл}$, равна

1) $9,18 \text{ г}$

2) $12,76 \text{ г}$

3) $14,32 \text{ г}$

4) $16,04 \text{ г}$

Дано:

Объем раствора серной кислоты ($V_{р-ра}$) = 50 мл

Массовая доля серной кислоты ($\omega(H_2SO_4)$) = 22%

Плотность раствора ($\rho_{р-ра}$) = 1,16 г/мл

Найти:

Массу серной кислоты $m(H_2SO_4)$

Решение:

1. В первую очередь необходимо найти массу всего раствора ($m_{р-ра}$). Для этого воспользуемся формулой, связывающей массу, плотность и объем: $m = \rho \cdot V$.

Подставим в формулу известные значения объема и плотности раствора:

$m_{р-ра} = \rho_{р-ра} \cdot V_{р-ра} = 1,16 \text{ г/мл} \cdot 50 \text{ мл} = 58 \text{ г}$

2. Далее, зная массу всего раствора и массовую долю растворенного вещества, можно вычислить массу самой серной кислоты ($m(H_2SO_4)$). Массовая доля ($\omega$) по определению равна отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора:

$\omega(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m_{р-ра}}$

Чтобы найти массу серной кислоты, выразим ее из этой формулы:

$m(H_2SO_4) = m_{р-ра} \cdot \omega(H_2SO_4)$

Для расчета необходимо перевести массовую долю из процентов в десятичную дробь: $22\% = 0,22$.

Теперь подставим числовые значения в формулу:

$m(H_2SO_4) = 58 \text{ г} \cdot 0,22 = 12,76 \text{ г}$

Следовательно, масса серной кислоты, содержащейся в данном растворе, равна 12,76 г, что соответствует варианту ответа 2.

Ответ: 12,76 г.

10. Верны ли утверждения?

А. Гипс $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ и глауберова соль $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ — это гидраты.

Б. Растворение может быть экзотермическим и эндотермическим процессом.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

А. Гипс $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ и глауберова соль $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ — это гидраты.

Гидраты, или кристаллогидраты, — это кристаллические вещества, в состав которых входят молекулы воды, связанные с основным веществом. Такие молекулы воды называют кристаллизационной водой. В формулах гипса ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$) и глауберовой соли ($Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$) точка (·) как раз указывает на наличие кристаллизационной воды в их структуре. Таким образом, оба этих вещества по определению являются гидратами. Утверждение верно.

Ответ: утверждение А верно.

Б. Растворение может быть экзотермическим и эндотермическим процессом.

Растворение — это сложный физико-химический процесс, который включает в себя два основных энергетических этапа:
1. Разрушение кристаллической решетки растворяемого вещества. Этот этап требует поглощения энергии, то есть является эндотермическим.
2. Взаимодействие (сольватация или, в случае воды, гидратация) частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя. Этот этап сопровождается выделением энергии, то есть является экзотермическим.
Суммарный тепловой эффект растворения ($ΔH_{раств}$) определяется разницей между энергией, затраченной на разрушение решетки, и энергией, выделившейся при гидратации.
Если при гидратации выделяется больше энергии, чем затрачивается на разрушение решетки, процесс растворения экзотермический (раствор нагревается), например, при растворении в воде гидроксида натрия ($NaOH$) или концентрированной серной кислоты ($H_2SO_4$).
Если на разрушение решетки затрачивается больше энергии, чем выделяется при гидратации, процесс эндотермический (раствор охлаждается), например, при растворении в воде нитрата аммония ($NH_4NO_3$) или нитрата калия ($KNO_3$).
Следовательно, утверждение верно.

Ответ: утверждение Б верно.

Поскольку оба утверждения, А и Б, верны, следует выбрать вариант ответа, который подтверждает истинность обоих утверждений. Это вариант под номером 3.

Ответ: 3

11. Верными являются утверждения:

1) кислород распознают с помощью тлеющей лучины

2) водород невзрывоопасен

3) кислород в лаборатории получают перегонкой воздуха

4) водород и кислород не собирают вытеснением воздуха из сосуда

5) горящую спиртовку нельзя размещать рядом с прибором для получения водорода

1) кислород распознают с помощью тлеющей лучины
Это утверждение является верным. Кислород ($O_2$) — газ, который активно поддерживает горение. Качественной реакцией на кислород является внесение в сосуд с газом тлеющей лучины (деревянной палочки, которую зажгли, а затем потушили). В среде чистого кислорода лучина ярко вспыхивает. Это классический лабораторный тест для идентификации кислорода.
Ответ: Верно.

2) водород невзрывоопасен
Это утверждение неверно. Водород ($H_2$) является чрезвычайно горючим и взрывоопасным газом. Смесь водорода с воздухом (в котором содержится кислород) в соотношении от 4% до 75% водорода по объему является взрывчатой. Смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода, известная как «гремучий газ», взрывается с большой силой при поджигании.
Ответ: Неверно.

3) кислород в лаборатории получают перегонкой воздуха
Это утверждение неверно. Перегонка (фракционная дистилляция) сжиженного воздуха — это промышленный способ получения кислорода, требующий сложного и крупногабаритного оборудования. В лабораторных условиях кислород получают химическими методами, которые проще в исполнении, например, каталитическим разложением пероксида водорода ($2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$) или термическим разложением перманганата калия ($2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$).
Ответ: Неверно.

4) водород и кислород не собирают вытеснением воздуха из сосуда
Это утверждение неверно. Оба газа можно успешно собирать методом вытеснения воздуха. Плотность газа по сравнению с воздухом определяет, как именно его собирать. Кислород ($M(O_2) \approx 32$ г/моль) немного тяжелее воздуха ($M_{ср.воздуха} \approx 29$ г/моль), поэтому его собирают, вытесняя воздух из сосуда, расположенного отверстием вверх. Водород ($M(H_2) \approx 2$ г/моль) значительно легче воздуха, поэтому его собирают в перевернутый сосуд, вытесняя воздух вниз.
Ответ: Неверно.

5) горящую спиртовку нельзя размещать рядом с прибором для получения водорода
Это утверждение абсолютно верно. В соответствии с правилами техники безопасности, любые источники открытого огня (включая горящую спиртовку) должны находиться на безопасном расстоянии от установки, в которой получают водород. Это связано с высокой горючестью и взрывоопасностью водорода. Случайная утечка газа и контакт с пламенем может привести к воспламенению или взрыву.
Ответ: Верно.

Проанализировав все пункты, можно сделать вывод, что верными являются утверждения 1 и 5.
Ответ: 1, 5.

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

КЛАСС ВЕЩЕСТВА

А) кислоты

Б) основания

В) соли

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

1) $KOH$

2) $Li_2O$

3) $H_2SO_3$

4) $MgSO_4$

5) $CO_2$

Решение

Для того чтобы установить соответствие, необходимо определить класс каждого из предложенных химических соединений, основываясь на их составе и строении.

Кислоты – это сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода ($H$), которые могут замещаться на атомы металла, и кислотного остатка. В формулах кислот на первом месте обычно стоит водород.

Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп ($OH^-$). В формулах оснований присутствует группа $OH$.

Соли – это сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислотных остатков.

Оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2.

Проанализируем предложенный список формул:

1) $KOH$ – гидроксид калия. Соединение состоит из катиона металла $K^+$ и гидроксид-аниона $OH^-$. Следовательно, это основание (щелочь).

2) $Li_2O$ – оксид лития. Это бинарное соединение металла и кислорода, то есть оксид (основный).

3) $H_2SO_3$ – сернистая кислота. Формула начинается с атомов водорода, за которыми следует кислотный остаток $SO_3^{2-}$. Следовательно, это кислота.

4) $MgSO_4$ – сульфат магния. Соединение состоит из катиона металла $Mg^{2+}$ и аниона кислотного остатка $SO_4^{2-}$. Следовательно, это соль.

5) $CO_2$ – диоксид углерода. Это бинарное соединение неметалла и кислорода, то есть оксид (кислотный).

Теперь установим соответствие между классом вещества и его формулой.

А) кислоты

К классу кислот относится вещество с формулой $H_2SO_3$ (сернистая кислота), так как его молекула содержит атомы водорода и кислотный остаток.

Ответ: 3

Б) основания

К классу оснований относится вещество с формулой $KOH$ (гидроксид калия), так как оно состоит из катиона металла и гидроксогруппы.

Ответ: 1

В) соли

К классу солей относится вещество с формулой $MgSO_4$ (сульфат магния), так как оно состоит из катиона металла и аниона кислотного остатка.

Ответ: 4