Страница 152 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Выберите ряд, в котором представлены формулы веществ четырёх разных классов неорганических соединений.

1) $H_2SO_3$, $K_2CO_3$, $HCl$, $CuO$

2) $H_3PO_4$, $Li_2O$, $KOH$, $HNO_3$

3) $NaOH$, $K_2O$, $HCl$, $Fe(NO_3)_2$

4) $CaO$, $BaCO_3$, $H_2SO_4$, $NO_2$

Решение

Для того чтобы выбрать правильный ряд, необходимо определить класс каждого вещества в каждом из предложенных вариантов. Основные классы неорганических соединений — это оксиды, основания, кислоты и соли. Задача состоит в том, чтобы найти ряд, содержащий по одному представителю каждого из этих четырёх классов.

1) $H_2SO_3$, $K_2CO_3$, $HCl$, $CuO$

Проанализируем вещества в этом ряду:

• $H_2SO_3$ — сернистая кислота, относится к классу кислот.
• $K_2CO_3$ — карбонат калия, относится к классу солей.
• $HCl$ — соляная кислота, относится к классу кислот.
• $CuO$ — оксид меди(II), относится к классу оксидов.

В этом ряду представлены вещества трёх классов: кислоты, соли и оксиды. Класс оснований отсутствует. Следовательно, этот вариант не подходит.

2) $H_3PO_4$, $Li_2O$, $KOH$, $HNO_3$

Проанализируем вещества в этом ряду:

• $H_3PO_4$ — ортофосфорная кислота, относится к классу кислот.
• $Li_2O$ — оксид лития, относится к классу оксидов.
• $KOH$ — гидроксид калия, относится к классу оснований.
• $HNO_3$ — азотная кислота, относится к классу кислот.

В этом ряду представлены вещества трёх классов: кислоты, оксиды и основания. Класс солей отсутствует. Следовательно, этот вариант не подходит.

3) $NaOH$, $K_2O$, $HCl$, $Fe(NO_3)_2$

Проанализируем вещества в этом ряду:

• $NaOH$ — гидроксид натрия, относится к классу оснований.
• $K_2O$ — оксид калия, относится к классу оксидов.
• $HCl$ — соляная кислота, относится к классу кислот.
• $Fe(NO_3)_2$ — нитрат железа(II), относится к классу солей.

В этом ряду представлены вещества четырёх различных классов: основание, оксид, кислота и соль. Следовательно, этот вариант является правильным.

4) $CaO$, $BaCO_3$, $H_2SO_4$, $NO_2$

Проанализируем вещества в этом ряду:

• $CaO$ — оксид кальция, относится к классу оксидов.
• $BaCO_3$ — карбонат бария, относится к классу солей.
• $H_2SO_4$ — серная кислота, относится к классу кислот.
• $NO_2$ — оксид азота(IV), относится к классу оксидов.

В этом ряду представлены вещества трёх классов: оксиды, соли и кислоты. Класс оснований отсутствует. Следовательно, этот вариант не подходит.

Ответ: 3

2. Выберите формулы пары веществ, в которой первый оксид — кислотный, а второй — основной.

1) $CO_2$, $Na_2O$

2) $B_2O_3$, $SO_2$

3) $BaO$, $N_2O$

4) $CuO$, $SiO_2$

Для решения этой задачи необходимо классифицировать каждый оксид в предложенных парах как кислотный, основный, амфотерный или несолеобразующий. Согласно условию, требуется найти пару, в которой первый оксид является кислотным, а второй — основным.

1) $CO_2, Na_2O$

$CO_2$ (оксид углерода(IV)) — это оксид неметалла углерода. Оксиды неметаллов, как правило, являются кислотными. $CO_2$ соответствует угольная кислота ($H_2CO_3$), и он реагирует с основаниями, образуя соли (карбонаты). Следовательно, $CO_2$ — кислотный оксид.
$Na_2O$ (оксид натрия) — это оксид щелочного металла натрия. Оксиды щелочных металлов являются основными. $Na_2O$ реагирует с кислотами, образуя соль и воду. Следовательно, $Na_2O$ — основный оксид.
Эта пара полностью удовлетворяет условию: первый оксид — кислотный, второй — основный.

2) $B_2O_3, SO_2$

$B_2O_3$ (оксид бора) — это оксид неметалла бора, который является кислотным. Ему соответствует борная кислота ($H_3BO_3$).
$SO_2$ (оксид серы(IV)) — это оксид неметалла серы, который также является кислотным. Ему соответствует сернистая кислота ($H_2SO_3$).
В этой паре оба оксида являются кислотными, поэтому она не соответствует условию.

3) $BaO, N_2O$

$BaO$ (оксид бария) — это оксид щелочноземельного металла бария. Он является основным оксидом. Ему соответствует сильное основание — гидроксид бария ($Ba(OH)_2$).
$N_2O$ (оксид азота(I)) — это несолеобразующий (безразличный) оксид. Он не проявляет ни кислотных, ни основных свойств.
Первый оксид в этой паре является основным, а не кислотным, что противоречит условию.

4) $CuO, SiO_2$

$CuO$ (оксид меди(II)) — это оксид металла, проявляющий преимущественно основные свойства.
$SiO_2$ (оксид кремния(IV)) — это оксид неметалла, который является кислотным.
В этой паре порядок свойств обратный требуемому: первый оксид — основный, а второй — кислотный. Следовательно, эта пара не соответствует условию.

Таким образом, единственная пара, которая удовлетворяет условию задачи (кислотный оксид + основный оксид), — это пара под номером 1.

Ответ: 1

3. Выберите формулу вещества, не относящегося к гидроксидам.

1) $LiOH$

2) $HNO_2$

3) $H_2SO_3$

4) $HCl$

Решение

Гидроксиды — это класс неорганических соединений, в состав которых входит одна или несколько гидроксильных групп (–ОН). Гидроксиды могут быть основными (основания), кислотными (кислородсодержащие кислоты) или амфотерными.

Проанализируем каждое вещество из предложенных вариантов:

1) $LiOH$ — гидроксид лития. Это основание, образованное металлом литием ($Li$) и гидроксогруппой ($–OH$). Следовательно, это вещество относится к гидроксидам.

2) $HNO_2$ — азотистая кислота. Это кислородсодержащая кислота, ее структурная формула $HO–N=O$. Она содержит гидроксогруппу, связанную с атомом неметалла (азота), и является кислотным гидроксидом.

3) $H_2SO_3$ — сернистая кислота. Это кислородсодержащая кислота, ее структурная формула $HO–SO–OH$. Она содержит две гидроксогруппы, связанные с атомом неметалла (серы), и является кислотным гидроксидом.

4) $HCl$ — хлороводородная (соляная) кислота. Это бескислородная кислота. В ее составе нет атомов кислорода и, соответственно, нет гидроксогруппы (–ОН). Поэтому данное вещество не относится к классу гидроксидов.

Ответ: 4) $HCl$

4. Выберите формулу гидроксида, не разлагающегося при нагревании.

1) $Ni(OH)_2$

2) $Ca(OH)_2$

3) $H_2SiO_3$

4) $Cu(OH)_2$

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать термическую устойчивость каждого из предложенных соединений. Общее правило в химии гласит, что гидроксиды щелочных металлов (LiOH, NaOH, KOH...) и щелочноземельных металлов, начиная с кальция (Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂), являются термически устойчивыми. В то же время гидроксиды большинства переходных металлов, амфотерные гидроксиды, а также нерастворимые кислоты, как правило, легко разлагаются при нагревании.

1) Ni(OH)₂

Гидроксид никеля(II) — это основание, образованное переходным металлом. Как и большинство подобных гидроксидов, он термически неустойчив. При нагревании $Ni(OH)_2$ разлагается на оксид никеля(II) и воду. Реакция начинается примерно при 230°C.
$Ni(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} NiO + H_2O$

2) Ca(OH)₂

Гидроксид кальция, или гашёная известь, — это гидроксид щелочноземельного металла. Он является термически устойчивым соединением. Его разложение на оксид кальция (негашёную известь) и воду происходит только при очень высокой температуре (около 580 °C). В сравнении с другими вариантами, он наиболее устойчив к нагреванию.

3) H₂SiO₃

Кремниевая кислота — это очень слабая, нерастворимая в воде кислота, которая по своей сути является гидратированным оксидом кремния. Она крайне неустойчива и легко разлагается даже при слабом нагревании (или высушивании), образуя диоксид кремния (кремнезём) и воду.
$H_2SiO_3 \xrightarrow{t^\circ} SiO_2 + H_2O$

4) Cu(OH)₂

Гидроксид меди(II) — классический пример термически неустойчивого основания. Голубой осадок $Cu(OH)_2$ разлагается на чёрный оксид меди(II) и воду уже при умеренном нагревании (температура около 80 °C).
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

Таким образом, из всех представленных соединений гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) является наиболее устойчивым к нагреванию и единственным, который не разлагается при умеренных температурах.

Ответ: 2.

5. Гидроксид кальция не взаимодействует с веществом, формула которого

1) $K_2CO_3$

2) $HNO_3$

3) $CuSO_4$

4) $NaCl$

Для решения данной задачи необходимо рассмотреть химические свойства гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) и возможность его взаимодействия с каждым из предложенных веществ. Гидроксид кальция является щёлочью (растворимым сильным основанием) и, следовательно, вступает в реакции с кислотами, а также с солями, если в результате реакции ионного обмена образуется нерастворимый продукт (осадок), газ или вода.

1) K₂CO₃

Взаимодействие гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) и карбоната калия ($K_2CO_3$) — это реакция ионного обмена между основанием и солью. Реакция возможна, если один из продуктов будет нерастворим. В данном случае образуется карбонат кальция ($CaCO_3$), который является нерастворимым веществом и выпадает в осадок.

Уравнение химической реакции: $Ca(OH)_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2KOH$

Ответ: Гидроксид кальция взаимодействует с карбонатом калия.

2) HNO₃

Взаимодействие гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) с азотной кислотой ($HNO_3$) является реакцией нейтрализации, так как реагируют основание и кислота. Такие реакции всегда протекают с образованием соли и воды.

Уравнение химической реакции: $Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$

Ответ: Гидроксид кальция взаимодействует с азотной кислотой.

3) CuSO₄

Взаимодействие гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) с сульфатом меди(II) ($CuSO_4$) — это реакция ионного обмена между основанием и солью. Условием протекания реакции является образование осадка. В результате образуется нерастворимый гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$).

Уравнение химической реакции: $Ca(OH)_2 + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + CaSO_4$ (Сульфат кальция $CaSO_4$ также является малорастворимым).

Ответ: Гидроксид кальция взаимодействует с сульфатом меди(II).

4) NaCl

Взаимодействие гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) с хлоридом натрия ($NaCl$) является потенциальной реакцией ионного обмена. Чтобы она протекала, один из продуктов должен быть осадком, газом или водой. Рассмотрим возможные продукты:

Предполагаемое уравнение: $Ca(OH)_2 + 2NaCl \leftrightarrows CaCl_2 + 2NaOH$

Оба продукта реакции — хлорид кальция ($CaCl_2$) и гидроксид натрия ($NaOH$) — являются хорошо растворимыми в воде и сильными электролитами. Следовательно, нет движущей силы реакции, и она не протекает.

Ответ: Гидроксид кальция не взаимодействует с хлоридом натрия.

6. Выберите формулу основания, которое нельзя получить взаимодействием соответствующего оксида с водой.

1) $Ni(OH)_2$

2) $Ca(OH)_2$

3) $KOH$

4) $Ba(OH)_2$

Решение

Для того чтобы выбрать правильный ответ, необходимо проанализировать химические свойства оксидов, соответствующих каждому из предложенных оснований. Основания (гидроксиды) можно получить реакцией соответствующего оксида с водой только в том случае, если этот оксид является оксидом щелочного или щелочноземельного металла. Оксиды большинства переходных и других металлов с водой не реагируют, и их гидроксиды получают косвенными методами.

Рассмотрим каждый вариант:

1) Ni(OH)₂Этому основанию соответствует оксид никеля(II) — $NiO$. Гидроксид никеля(II) $Ni(OH)_2$ — это нерастворимое в воде основание. Оксид никеля(II) также нерастворим и химически инертен по отношению к воде. Реакция $NiO + H_2O$ не протекает. Для получения $Ni(OH)_2$ используют реакции обмена, например, взаимодействие растворимой соли никеля со щелочью: $NiSO_4 + 2NaOH \rightarrow Ni(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$. Следовательно, это основание нельзя получить взаимодействием оксида с водой.

2) Ca(OH)₂Этому основанию соответствует оксид кальция — $CaO$. Кальций является щелочноземельным металлом. Его оксид, известный как негашеная известь, активно реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (гашеной извести). Эта реакция экзотермическая (протекает с выделением тепла): $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$.

3) KOHЭтому основанию соответствует оксид калия — $K_2O$. Калий — щелочной металл. Его оксид очень активно, со взрывом, реагирует с водой, образуя сильное растворимое основание (щелочь) — гидроксид калия: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$.

4) Ba(OH)₂Этому основанию соответствует оксид бария — $BaO$. Барий является щелочноземельным металлом. Его оксид реагирует с водой, образуя гидроксид бария, который является сильной щелочью: $BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$.

Таким образом, единственным основанием из перечисленных, которое невозможно получить прямой реакцией соответствующего оксида с водой, является гидроксид никеля(II).

Ответ: 1.

7. Реакция обмена возможна между веществами, формулы которых:

1) $AgNO_3$ и $KCl$

2) $K_2O$ и $CO_2$

3) $Mg$ и $H_2SO_4$

4) $BaCl_2$ и $NaOH$

Реакция обмена — это реакция между двумя сложными веществами (например, между двумя солями, солью и кислотой, солью и основанием, кислотой и основанием), в ходе которой они обмениваются своими составными частями. Для того чтобы реакция обмена в растворе была возможна и шла до конца, необходимо выполнение одного из условий:

• образование нерастворимого вещества (осадка);
• выделение газа;
• образование слабого электролита, чаще всего воды.

Проанализируем каждую из предложенных пар веществ.

1) AgNO₃ и KCl

Нитрат серебра ($AgNO_3$) и хлорид калия ($KCl$) — это две растворимые соли. При их взаимодействии происходит обмен ионами $Ag^+$ и $K^+$, а также $NO_3^-$ и $Cl^-$.

Уравнение реакции: $AgNO_3 + KCl \rightarrow AgCl \downarrow + KNO_3$.

В результате реакции образуется хлорид серебра ($AgCl$), который, согласно таблице растворимости, является нерастворимым веществом и выпадает в виде белого творожистого осадка. Нитрат калия ($KNO_3$) остаётся в растворе. Поскольку выполняется условие протекания реакции (образование осадка), эта реакция обмена возможна.

2) K₂O и CO₂

Оксид калия ($K_2O$) является основным оксидом, а диоксид углерода ($CO_2$) — кислотным. Реакция между ними является реакцией соединения, в результате которой образуется один продукт — соль карбонат калия.

Уравнение реакции: $K_2O + CO_2 \rightarrow K_2CO_3$.

Данный тип реакции не является реакцией обмена.

3) Mg и H₂SO₄

В этой паре реагируют простое вещество — металл магний ($Mg$), и сложное вещество — серная кислота ($H_2SO_4$). Магний, как более активный металл (стоит в ряду активности до водорода), вытесняет водород из кислоты.

Уравнение реакции: $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$.

Это реакция замещения, а не обмена.

4) BaCl₂ и NaOH

Хлорид бария ($BaCl_2$) — соль, а гидроксид натрия ($NaOH$) — щёлочь. Оба вещества растворимы в воде. Гипотетическая реакция обмена между ними привела бы к образованию гидроксида бария ($Ba(OH)_2$) и хлорида натрия ($NaCl$).

Гипотетическое уравнение: $BaCl_2 + 2NaOH \rightarrow Ba(OH)_2 + 2NaCl$.

Однако, согласно таблице растворимости, все четыре вещества — и исходные ($BaCl_2$, $NaOH$), и продукты ($Ba(OH)_2$, $NaCl$) — являются растворимыми в воде. Это означает, что в растворе они диссоциируют на ионы, и никакого видимого изменения (осадка, газа, воды) не происходит. Следовательно, данная реакция обмена не протекает.

Таким образом, единственная пара веществ, между которыми возможна реакция обмена, — это нитрат серебра и хлорид калия.

Ответ: 1

8. В генетическом ряду $S \rightarrow SO_2 \rightarrow X$ веществом X является

1) сернистая кислота

2) сульфат меди(II)

3) серная кислота

4) сульфат натрия

Решение

В задании представлен генетический ряд, описывающий последовательность химических превращений: $S \rightarrow SO_2 \rightarrow X$. Необходимо определить, каким веществом может быть X.

Рассмотрим каждый шаг этой последовательности:

1. Первый шаг: $S \rightarrow SO_2$. Это превращение простого вещества серы (неметалла) в оксид серы(IV), или сернистый газ. Эта реакция обычно происходит при горении серы в кислороде: $S + O_2 \rightarrow SO_2$. Полученный оксид, $SO_2$, является кислотным оксидом, так как он образован типичным неметаллом в степени окисления +4.

2. Второй шаг: $SO_2 \rightarrow X$. На этом этапе необходимо получить вещество X из кислотного оксида $SO_2$. Для кислотных оксидов характерны реакции с водой (с образованием кислот) и с основаниями или основными оксидами (с образованием солей).

Проанализируем предложенные варианты для вещества X:

1) сернистая кислота Кислотному оксиду $SO_2$ соответствует сернистая кислота ($H_2SO_3$). Она образуется при реакции оксида серы(IV) с водой: $SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$. Это превращение является классическим примером для генетического ряда: неметалл $\rightarrow$ кислотный оксид $\rightarrow$ кислота. Следовательно, этот вариант является наиболее вероятным.

2) сульфат меди(II) и 4) сульфат натрия Сульфат меди(II) ($CuSO_4$) и сульфат натрия ($Na_2SO_4$) являются солями серной кислоты ($H_2SO_4$). В этих солях (сульфатах) сера имеет степень окисления +6, тогда как в $SO_2$ её степень окисления +4. Для получения сульфата из $SO_2$ требуется окислитель, который повысит степень окисления серы. Например, прямая реакция $SO_2$ с гидроксидом натрия даст сульфит натрия $Na_2SO_3$ (соль сернистой кислоты), а не сульфат: $SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$.

3) серная кислота Серная кислота ($H_2SO_4$) соответствует оксиду серы(VI) ($SO_3$). Для её получения из $SO_2$ необходимо сначала окислить $SO_2$ до $SO_3$ (например, с помощью кислорода в присутствии катализатора), и только потом $SO_3$ прореагирует с водой. Цепочка превращений выглядела бы так: $S \rightarrow SO_2 \rightarrow SO_3 \rightarrow H_2SO_4$. Таким образом, получение серной кислоты — это следующий, более сложный этап, а не прямое следствие из $SO_2$ в простейшей цепочке.

Таким образом, в представленном генетическом ряду вещество X — это сернистая кислота, как продукт, напрямую соответствующий оксиду $SO_2$.

Ответ: 1) сернистая кислота

9. В одну стадию нельзя осуществить превращение

1) $Na \rightarrow NaOH$

2) $Na_2O \rightarrow Na_2CO_3$

3) $Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4$

4) $NaOH \rightarrow Na_2O$

Решение

Проанализируем каждое предложенное превращение, чтобы определить, можно ли его осуществить в одну стадию.

1) $Na \rightarrow NaOH$

Это превращение можно осуществить в одну стадию путем реакции металлического натрия с водой. Реакция протекает очень активно с выделением водорода:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

Эта реакция является одностадийной.

2) $Na_2O \rightarrow Na_2CO_3$

Оксид натрия ($Na_2O$) является основным оксидом. Он может реагировать с кислотным оксидом, таким как диоксид углерода ($CO_2$), с образованием соли — карбоната натрия ($Na_2CO_3$).

$Na_2O + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3$

Это реакция соединения, которая происходит в одну стадию.

3) $Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4$

Превращение карбоната натрия в сульфат натрия можно осуществить в одну стадию, добавив к раствору карбоната натрия серную кислоту. Произойдет реакция обмена с выделением углекислого газа:

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

Это также одностадийная реакция.

4) $NaOH \rightarrow Na_2O$

Для превращения гидроксида в оксид обычно используют термическое разложение (нагревание). Однако гидроксид натрия ($NaOH$) — это очень термостойкое соединение. Он плавится (t_пл. = 323 °C) и кипит (t_кип. = 1388 °C), не разлагаясь на оксид и воду. Прямое термическое разложение в одну стадию практически неосуществимо в стандартных условиях, так как требует температур выше температуры кипения.

Превращение $NaOH \rightarrow Na_2O$ обычно проводят в несколько стадий или с использованием других реагентов, например, в реакции с металлическим натрием:

$2NaOH + 2Na \xrightarrow{350-400^{\circ}C} 2Na_2O + H_2\uparrow$

По сравнению с остальными вариантами, которые являются простыми и стандартными одностадийными реакциями, это превращение нельзя осуществить в одну простую стадию (например, простым нагреванием).

Ответ: 4

10. Верны ли утверждения о правилах безопасной работы в химической лаборатории и с препаратами бытовой химии?

А. Чтобы определить запах вещества, ладонью руки нужно сделать движение от отверстия сосуда к носу.

Б. При работе с препаратами бытовой химии, содержащими кислоты, необходимо использовать резиновые перчатки.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

А. Чтобы определить запах вещества, ладонью руки нужно сделать движение от отверстия сосуда к носу.

Данное утверждение описывает правильную технику безопасности. Никогда нельзя подносить сосуд с веществом близко к лицу и вдыхать пары напрямую. Это может привести к отравлению или химическому ожогу дыхательных путей, так как многие вещества летучи и токсичны. Безопасный способ — держать сосуд на некотором расстоянии и легким движением ладони направить пары от горлышка сосуда к носу. Таким образом, вдыхается лишь небольшое количество паров, достаточное для определения запаха. Следовательно, утверждение А верно.

Б. При работе с препаратами бытовой химии, содержащими кислоты, необходимо использовать резиновые перчатки.

Это утверждение также является верным. Кислоты (например, соляная, щавелевая, ортофосфорная), которые часто входят в состав чистящих средств для сантехники или удаления накипи, являются едкими веществами. При попадании на кожу они могут вызвать сильные химические ожоги. Использование резиновых перчаток является обязательной мерой предосторожности для защиты кожи рук от агрессивного воздействия кислот. Следовательно, утверждение Б верно.

Так как оба утверждения, А и Б, являются верными правилами техники безопасности, следует выбрать вариант ответа, в котором указано, что верны оба утверждения.

Ответ: 3