Страница 153 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Качественный состав фосфорной кислоты $H_3PO_4$ можно установить с помощью реактивов:

1) $AgNO_3$

2) фенолфталеин

3) лакмус

4) $KOH$

5) $Na_2SO_4$

Для того чтобы установить качественный состав фосфорной кислоты ($H_3PO_4$), необходимо провести реакции, доказывающие наличие в ее растворе катионов водорода ($H^+$) и фосфат-анионов ($PO_4^{3-}$).

1) $AgNO_3$

Нитрат серебра ($AgNO_3$) является качественным реактивом на фосфат-ионы ($PO_4^{3-}$). В результате реакции с фосфорной кислотой образуется характерный осадок жёлтого цвета — фосфат серебра ($Ag_3PO_4$).

Уравнение реакции:

$H_3PO_4 + 3AgNO_3 \rightarrow Ag_3PO_4 \downarrow + 3HNO_3$

Этот реактив позволяет доказать наличие фосфат-иона в составе кислоты, поэтому он подходит.

2) фенолфталеин

Фенолфталеин является кислотно-основным индикатором. В кислой среде, которой является раствор фосфорной кислоты, он остается бесцветным. Хотя это и указывает на то, что среда не щелочная, это не является специфическим тестом на кислоту, так как в нейтральной среде он также бесцветен. Для однозначного определения кислой среды лучше использовать другие индикаторы.

3) лакмус

Лакмус — это кислотно-основный индикатор, который в кислой среде изменяет свою окраску на красную. Это является классическим и наглядным способом доказать наличие ионов водорода ($H^+$) и, следовательно, подтвердить, что данное вещество является кислотой. Этот реактив подходит.

4) $KOH$

Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное основание (щёлочь). Он будет реагировать с фосфорной кислотой (реакция нейтрализации), однако видимых признаков реакции, таких как образование осадка или выделение газа, наблюдаться не будет. Следовательно, $KOH$ не может быть использован в качестве качественного реактива для идентификации $H_3PO_4$.

5) $Na_2SO_4$

Сульфат натрия ($Na_2SO_4$) — это соль сильной кислоты и сильного основания. Реакция ионного обмена между фосфорной кислотой и сульфатом натрия не протекает, так как в результате не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Поэтому данный реактив не подходит.

Таким образом, для установления качественного состава $H_3PO_4$ необходимо использовать нитрат серебра для обнаружения фосфат-иона и лакмус для подтверждения кислой среды (наличия ионов $H^+$).

Ответ: 1, 3.

12. Установите соответствие между названием вещества и форму-лой реагента, с которым это вещество может взаимодейство-вать.

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА

А) соляная кислота

Б) сульфат натрия

В) оксид натрия

ФОРМУЛА РЕАГЕНТА

1) $H_2O$

2) $Cu$

3) $MgO$

4) $Zn(NO_3)_2$

5) $BaCl_2$

Задание с развёрнутым ответом

А) соляная кислота

Соляная кислота (химическая формула $HCl$) является сильной кислотой. Для установления соответствия необходимо найти вещество, с которым она будет вступать в химическую реакцию. Как типичная кислота, $HCl$ реагирует с основными оксидами. В списке реагентов таким веществом является оксид магния ($MgO$). Реакция между соляной кислотой и оксидом магния является реакцией нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода: $2HCl + MgO \rightarrow MgCl_2 + H_2O$. Рассмотрим другие варианты:

• с водой ($H_2O$) происходит только растворение;
• с медью ($Cu$) реакция не идет, так как медь находится в ряду активности металлов после водорода;
• с нитратом цинка ($Zn(NO_3)_2$) и хлоридом бария ($BaCl_2$) реакции обмена не протекают, так как не образуется осадка, газа или слабого электролита.

Таким образом, соляная кислота может взаимодействовать с оксидом магния.

Ответ: 3

Б) сульфат натрия

Сульфат натрия ($Na_2SO_4$) — это растворимая соль. Реакции ионного обмена для солей в растворах протекают, если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок), газ или слабый электролит (например, вода). Необходимо найти реагент, который при взаимодействии с сульфатом натрия даст один из этих продуктов. При взаимодействии сульфата натрия с хлоридом бария ($BaCl_2$) выпадает белый нерастворимый осадок сульфата бария ($BaSO_4$): $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$. Это качественная реакция на сульфат-ионы. С другими предложенными веществами ($H_2O$, $Cu$, $MgO$, $Zn(NO_3)_2$) сульфат натрия не вступает в реакцию, удовлетворяющую условиям протекания реакций ионного обмена.

Ответ: 5

В) оксид натрия

Оксид натрия ($Na_2O$) — это основный оксид, образованный щелочным металлом. Одной из наиболее характерных химических свойств основных оксидов щелочных и щелочноземельных металлов является их взаимодействие с водой с образованием соответствующего гидроксида (щёлочи). Оксид натрия активно реагирует с водой ($H_2O$), образуя гидроксид натрия: $Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$. С другими веществами из списка:

• с медью ($Cu$) и оксидом магния ($MgO$, другой основный оксид) реакция не идет;
• с солями $Zn(NO_3)_2$ и $BaCl_2$ в безводных условиях реакция не протекает, а в водной среде будет реагировать продукт взаимодействия $Na_2O$ с водой, то есть $NaOH$.

Следовательно, наиболее прямым и корректным ответом является взаимодействие с водой.

Ответ: 1

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

$Mg \to MgO \to MgSO_4 \to Mg(OH)_2 \to MgO$

Укажите названия веществ и тип каждой реакции.

Превращение $Mg \rightarrow MgO$

Чтобы получить оксид магния из металлического магния, необходимо сжечь магний в кислороде.
Уравнение реакции: $2Mg + O_2 \xrightarrow{t^{\circ}} 2MgO$
Названия веществ: $Mg$ – магний, $O_2$ – кислород, $MgO$ – оксид магния.
Тип реакции: реакция соединения.

Ответ: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$, реакция соединения.

2. Превращение $MgO \rightarrow MgSO_4$

Оксид магния, являясь основным оксидом, реагирует с кислотами. Для получения сульфата магния используем серную кислоту.
Уравнение реакции: $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$
Названия веществ: $MgO$ – оксид магния, $H_2SO_4$ – серная кислота, $MgSO_4$ – сульфат магния, $H_2O$ – вода.
Тип реакции: реакция обмена.

Ответ: $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$, реакция обмена.

3. Превращение $MgSO_4 \rightarrow Mg(OH)_2$

Для получения гидроксида магния, который является нерастворимым основанием, к раствору сульфата магния нужно добавить щёлочь, например, гидроксид натрия.
Уравнение реакции: $MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
Названия веществ: $MgSO_4$ – сульфат магния, $NaOH$ – гидроксид натрия, $Mg(OH)_2$ – гидроксид магния, $Na_2SO_4$ – сульфат натрия.
Тип реакции: реакция обмена.

Ответ: $MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$, реакция обмена.

4. Превращение $Mg(OH)_2 \rightarrow MgO$

Нерастворимые основания, такие как гидроксид магния, при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду.
Уравнение реакции: $Mg(OH)_2 \xrightarrow{t^{\circ}} MgO + H_2O$
Названия веществ: $Mg(OH)_2$ – гидроксид магния, $MgO$ – оксид магния, $H_2O$ – вода.
Тип реакции: реакция разложения.

Ответ: $Mg(OH)_2 \xrightarrow{t^{\circ}} MgO + H_2O$, реакция разложения.

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

1) $NaOH$, $MgCO_3$, $HCl$, $FeO$

2) $H_3PO_4$, $LiOH$, $KOH$, $SiO_2$

3) $H_2O$, $K_2O$, $HCl$, $Fe(NO_3)_2$

4) $Ca(OH)_2$, $KCl$, $H_2SO_4$, $NaOH$

Решение

Для выполнения задания необходимо классифицировать каждое вещество в предложенных рядах и найти тот ряд, в котором все четыре вещества принадлежат к разным классам неорганических соединений. Основные классы: оксиды, кислоты, основания, соли.

1) NaOH, MgCO₃, HCl, FeO

$NaOH$ (гидроксид натрия) — основание (щёлочь).
$MgCO_3$ (карбонат магния) — соль.
$HCl$ (соляная кислота) — кислота.
$FeO$ (оксид железа(II)) — оксид (основный).
В этом ряду представлены вещества четырёх разных классов.

2) H₃PO₄, LiOH, KOH, SiO₂

$H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота) — кислота.
$LiOH$ (гидроксид лития) — основание (щёлочь).
$KOH$ (гидроксид калия) — основание (щёлочь).
$SiO_2$ (оксид кремния(IV)) — оксид (кислотный).
В этом ряду два вещества ($LiOH$ и $KOH$) относятся к одному классу оснований, поэтому здесь представлены только три класса соединений.

3) H₂O, K₂O, HCl, Fe(NO₃)₂

$H_2O$ (вода, оксид водорода) — оксид.
$K_2O$ (оксид калия) — оксид (основный).
$HCl$ (соляная кислота) — кислота.
$Fe(NO_3)_2$ (нитрат железа(II)) — соль.
В этом ряду два вещества ($H_2O$ и $K_2O$) относятся к одному классу оксидов, поэтому здесь представлены только три класса соединений.

4) Ca(OH)₂, KCl, H₂SO₄, NaOH

$Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) — основание.
$KCl$ (хлорид калия) — соль.
$H_2SO_4$ (серная кислота) — кислота.
$NaOH$ (гидроксид натрия) — основание (щёлочь).
В этом ряду два вещества ($Ca(OH)_2$ и $NaOH$) относятся к одному классу оснований, поэтому здесь представлены только три класса соединений.

Таким образом, условию задачи (наличие веществ четырёх разных классов) удовлетворяет только первый ряд.

Ответ: 1

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

1) $N_2O_5$, $SO_2$

2) $CO_2$, $CaO$

3) $FeO$, $SO_3$

4) $NO$, $BaO$

Решение

Для правильного выбора необходимо классифицировать оксиды в каждой паре как кислотные, основные, амфотерные или несолеобразующие. Задание требует найти пару, в которой первый оксид является кислотным, а второй — основным.

• Кислотные оксиды, как правило, образованы неметаллами (например, $CO_2$, $SO_2$, $P_2O_5$) или металлами в высокой степени окисления (например, $CrO_3$, $Mn_2O_7$).
• Основные оксиды образованы металлами, обычно в степени окисления +1 или +2 (например, $Na_2O$, $CaO$, $FeO$).
• Несолеобразующие оксиды — это небольшая группа оксидов неметаллов, не проявляющих ни кислотных, ни основных свойств (например, $NO$, $CO$, $N_2O$).

Проанализируем каждую из предложенных пар:

1) $N_2O_5$, $SO_2$

Оксид азота(V), $N_2O_5$, является кислотным оксидом, так как образован неметаллом азотом в высокой степени окисления +5. Оксид серы(IV), $SO_2$, также является кислотным оксидом, так как образован неметаллом серой. Таким образом, эта пара состоит из двух кислотных оксидов. Вариант не подходит.

2) $CO_2$, $CaO$

Оксид углерода(IV), $CO_2$, является кислотным оксидом, так как образован неметаллом углеродом. Оксид кальция, $CaO$, является основным оксидом, так как образован щелочноземельным металлом кальцием. Эта пара соответствует условию задачи: первый оксид — кислотный, а второй — основной. Вариант подходит.

3) $FeO$, $SO_3$

Оксид железа(II), $FeO$, является основным оксидом, так как железо — металл в степени окисления +2. Оксид серы(VI), $SO_3$, является кислотным оксидом. В этой паре порядок оксидов обратный требуемому (основный, затем кислотный). Вариант не подходит.

4) $NO$, $BaO$

Оксид азота(II), $NO$, является несолеобразующим оксидом, он не проявляет выраженных кислотно-основных свойств. Оксид бария, $BaO$, является основным оксидом. Поскольку первый оксид не является кислотным, эта пара не соответствует условию. Вариант не подходит.

Следовательно, единственная пара, удовлетворяющая условию, — это $CO_2$ и $CaO$.

Ответ: 2

3. Выберите формулу вещества, не относящегося к гидроксидам.

1) $Cu(OH)_2$

2) $HNO_3$

3) $H_2SiO_3$

4) $Na_3PO_4$

Решение

Гидроксиды — это класс неорганических соединений, которые содержат в своем составе одну или несколько гидроксогрупп (-ОН). К гидроксидам относятся основания (например, $NaOH$, $Fe(OH)_3$), амфотерные гидроксиды (например, $Al(OH)_3$) и кислородсодержащие кислоты (например, $H_2SO_4$, $HNO_3$).

Проанализируем вещества, представленные в вариантах ответа:

1) $Cu(OH)_2$ — гидроксид меди(II). Это вещество является нерастворимым основанием (амфотерным гидроксидом). В его формуле явно присутствуют гидроксогруппы, следовательно, это гидроксид.

2) $HNO_3$ — азотная кислота. Это кислородсодержащая кислота. Кислородсодержащие кислоты формально являются гидроксидами неметаллов. В структуре азотной кислоты атом водорода связан с атомом кислорода, образуя гидроксогруппу, которая, в свою очередь, связана с атомом азота. Таким образом, азотная кислота относится к гидроксидам.

3) $H_2SiO_3$ — кремниевая кислота. Аналогично азотной кислоте, это кислородсодержащая кислота, которая относится к классу гидроксидов.

4) $Na_3PO_4$ — фосфат натрия. Это вещество является солью, образованной катионами металла (натрия) и анионами кислотного остатка (фосфат-ионами $PO_4^{3-}$). В его составе нет гидроксогрупп. Соли являются отдельным классом неорганических соединений и не относятся к гидроксидам.

Следовательно, формула вещества, не относящегося к гидроксидам, — это $Na_3PO_4$.

Ответ: 4