Страница 160 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Гидроксид цинка взаимодействует с каждым из двух веществ, формулы которых:

1) $SO_3$, $CaSO_4$

2) $KOH$, $HNO_3$

3) $HCl$, $NaCl$

4) $BaSO_4$, $NaOH$

Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — это амфотерный гидроксид. Амфотерные соединения способны проявлять как кислотные, так и основные свойства, то есть они могут реагировать и с кислотами, и с основаниями (щелочами). Проанализируем каждую пару веществ.

1) SO₃, CaSO₄

Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом. Гидроксид цинка, проявляя основные свойства, будет с ним реагировать с образованием соли и воды:

$Zn(OH)_2 + SO_3 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

Сульфат кальция ($CaSO_4$) — это средняя соль. Гидроксид цинка является нерастворимым основанием и не будет вступать в реакцию обмена с сульфатом кальция.

Так как гидроксид цинка реагирует только с одним веществом из пары, этот вариант не подходит.

Ответ: не подходит.

2) KOH, HNO₃

Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное основание (щёлочь). Гидроксид цинка, проявляя кислотные свойства, будет с ним реагировать с образованием комплексной соли — тетрагидроксоцинката калия:

$Zn(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$

Азотная кислота ($HNO_3$) — это сильная кислота. Гидроксид цинка, проявляя основные свойства, будет с ней реагировать (реакция нейтрализации) с образованием соли и воды:

$Zn(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2H_2O$

Гидроксид цинка реагирует с обоими веществами из этой пары.

Ответ: подходит.

3) HCl, NaCl

Соляная кислота ($HCl$) — сильная кислота. Гидроксид цинка будет с ней реагировать:

$Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$

Хлорид натрия ($NaCl$) — это соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой. Реакция с амфотерным гидроксидом цинка не протекает.

Так как гидроксид цинка реагирует только с одним веществом из пары, этот вариант не подходит.

Ответ: не подходит.

4) BaSO₄, NaOH

Сульфат бария ($BaSO_4$) — это нерастворимая соль, которая не реагирует с гидроксидом цинка.

Гидроксид натрия ($NaOH$) — сильное основание (щёлочь). Гидроксид цинка будет с ним реагировать с образованием комплексной соли:

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Так как гидроксид цинка реагирует только с одним веществом из пары, этот вариант не подходит.

Ответ: не подходит.

Таким образом, единственная пара, где оба вещества реагируют с гидроксидом цинка, это пара под номером 2.

Ответ: 2

10. Химические элементы F, Cl, Br образуют летучие водородные
соединения состава

1) $ЭН_2$

2) $ЭН_3$

3) $ЭН_4$

4) $ЭН$

Решение

Химические элементы фтор (F), хлор (Cl) и бром (Br) являются галогенами и располагаются в VIIA группе (17-й группе) Периодической системы химических элементов.

Для неметаллических элементов главных подгрупп состав летучих водородных соединений определяется их положением в Периодической системе. Валентность неметалла в таком соединении равна разности $8 - N$, где $N$ – номер группы.

Поскольку F, Cl и Br находятся в 7-й группе, их валентность в соединениях с водородом составляет $8 - 7 = 1$.

Это означает, что один атом галогена (обозначим его символом Э) будет соединяться с одним атомом водорода (H). Таким образом, общая формула их летучих водородных соединений будет $ЭН$. Примерами таких соединений являются фтороводород (HF), хлороводород (HCl) и бромоводород (HBr).

Среди предложенных вариантов: 1) $ЭН_2$ – общая формула для элементов VIA группы (например, кислород $O$ образует $H_2O$). 2) $ЭН_3$ – общая формула для элементов VA группы (например, азот $N$ образует $NH_3$). 3) $ЭН_4$ – общая формула для элементов IVA группы (например, углерод $C$ образует $CH_4$). 4) $ЭН$ – общая формула для элементов VIIA группы (галогенов).

Следовательно, правильный состав летучих водородных соединений для F, Cl, Br - это $ЭН$.

Ответ: 4) ЭН

11. В ряду химических элементов мышьяк $\to$ селен $\to$ бром:

1) усиливается способность отдавать электроны

2) усиливаются неметаллические свойства

3) увеличиваются радиусы атомов

4) уменьшается валентность в летучих водородных соединениях

5) увеличивается число электронных слоёв

Рассмотрим ряд химических элементов: Мышьяк (As) → Селен (Se) → Бром (Br).

Все эти элементы находятся в 4-м периоде Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Мышьяк находится в 15-й группе, селен — в 16-й, а бром — в 17-й. Таким образом, в данном ряду мы наблюдаем изменение свойств элементов при движении по периоду слева направо.

Проанализируем каждое из предложенных утверждений:

1) усиливается способность отдавать электроны

При движении слева направо по периоду заряд ядра атома увеличивается (у As +33, у Se +34, у Br +35), а число электронных слоёв остаётся постоянным (равно 4). В результате притяжение валентных электронов к ядру усиливается, и атому становится труднее отдавать электроны. Способность отдавать электроны (металлические свойства) в этом ряду ослабевает, а не усиливается.

2) усиливаются неметаллические свойства

Неметаллические свойства характеризуют способность атома принимать электроны. При движении по периоду слева направо из-за увеличения заряда ядра и уменьшения радиуса атома способность принимать электроны (электроотрицательность) возрастает. Мышьяк — металлоид, селен — неметалл, бром — активный неметалл (галоген). Следовательно, неметаллические свойства в этом ряду усиливаются.

3) увеличиваются радиусы атомов

При движении по периоду слева направо число электронных слоёв не меняется, но увеличивается заряд ядра. Усиление притяжения электронов к ядру приводит к сжатию электронной оболочки. Поэтому радиусы атомов в ряду As → Se → Br уменьшаются, а не увеличиваются.

4) уменьшается валентность в летучих водородных соединениях

Летучие водородные соединения для элементов данных групп имеют следующие формулы: для мышьяка (15 группа) — арсин $AsH_3$, для селена (16 группа) — селеноводород $H_2Se$, для брома (17 группа) — бромоводород $HBr$. Валентность центрального атома в этих соединениях последовательно равна III, II и I. Таким образом, валентность в летучих водородных соединениях в этом ряду действительно уменьшается.

5) увеличивается число электронных слоёв

Все три элемента — мышьяк, селен и бром — находятся в 4-м периоде. Номер периода соответствует числу электронных слоёв в атоме. Следовательно, у всех этих элементов по 4 электронных слоя, и их число в данном ряду не изменяется.

Решение

Анализ показывает, что утверждения 1, 3 и 5 являются неверными. Утверждения 2 и 4 верно описывают изменения свойств в ряду As → Se → Br. В тестовых заданиях такого типа, если верными оказываются несколько утверждений, следует выбирать то, которое описывает наиболее общую и фундаментальную закономерность. Усиление неметаллических свойств (пункт 2) — это ключевая периодическая закономерность. Изменение валентности в водородных соединениях (пункт 4) является следствием изменения положения элемента в группе и, соответственно, его неметаллических свойств. Поэтому наиболее правильным ответом следует считать пункт 2.

Ответ: 2

12. Установите соответствие между высшим гидроксидом элемента и характером этого гидроксида.

ВЫСШИЙ ГИДРОКСИД

ХАРАКТЕР ГИДРОКСИДА

А) селена

1) основной

Б) бериллия

2) кислотный

В) бария

3) амфотерный

Г) хлора

Для того чтобы установить соответствие, необходимо определить формулу высшего гидроксида для каждого элемента и его химические свойства, исходя из положения элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева.

А) селена

Селен (Se) находится в 16-й группе, 4-м периоде. Это неметалл. Высшая степень окисления для элементов 16-й группы равна +6. Высшему оксиду селена $SeO_3$ соответствует селеновая кислота $H_2SeO_4$. Гидроксиды неметаллов в высшей степени окисления являются кислотами. Следовательно, высший гидроксид селена имеет кислотный характер.
Ответ: 2

Б) бериллия

Бериллий (Be) находится во 2-й группе, 2-м периоде. Это металл. Высшая степень окисления равна +2. Высший гидроксид имеет формулу $Be(OH)_2$. Гидроксид бериллия является классическим примером амфотерного гидроксида: он способен реагировать как с кислотами, так и с щелочами. Таким образом, характер этого гидроксида — амфотерный.
Ответ: 3

В) бария

Барий (Ba) находится во 2-й группе, 6-м периоде. Это щелочноземельный металл. Высшая степень окисления равна +2. Высший гидроксид имеет формулу $Ba(OH)_2$. В группе сверху вниз основные свойства гидроксидов усиливаются, поэтому гидроксид бария является сильным основанием (щёлочью) и проявляет основный характер.
Ответ: 1

Г) хлора

Хлор (Cl) находится в 17-й группе, 3-м периоде. Это неметалл (галоген). Высшая степень окисления хлора равна +7. Высшему оксиду $Cl_2O_7$ соответствует хлорная кислота $HClO_4$. Это одна из самых сильных неорганических кислот, поэтому её характер является кислотным.
Ответ: 2

13. Назовите химический элемент третьего периода, образующий оксид $Э_2O_7$. Напишите формулу соответствующего этому оксиду гидроксида и формулу водородного соединения элемента. Укажите характер оксида и гидроксида элемента. Приведите не менее двух уравнений реакций, подтверждающих характер гидроксида этого химического элемента.

Найти:

• Химический элемент третьего периода, образующий оксид $Э_2О_7$.
• Формулу соответствующего этому оксиду гидроксида.
• Формулу водородного соединения элемента.
• Характер оксида и гидроксида элемента.
• Не менее двух уравнений реакций, подтверждающих характер гидроксида.

Решение:

1. Определение химического элемента

В оксиде с общей формулой $Э_2О_7$ степень окисления кислорода равна -2. Чтобы соединение было электронейтральным, суммарная степень окисления всех атомов должна быть равна нулю. Определим степень окисления элемента Э, обозначив её за $x$:

$2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = 0$

$2x - 14 = 0$

$2x = 14$

$x = +7$

Высшая степень окисления +7 характерна для элементов главной подгруппы VII группы (или 17-й группы) Периодической системы химических элементов. Согласно условию, искомый элемент находится в третьем периоде. Элементом третьего периода и VIIA группы является хлор (Cl).

Ответ: Химический элемент — хлор (Cl).

2. Формулы гидроксида и водородного соединения

Высшему оксиду хлора $Cl_2O_7$ соответствует гидроксид, в котором хлор сохраняет степень окисления +7. Таким гидроксидом является хлорная кислота, формула которой — $HClO_4$.

Летучее водородное соединение для элементов VIIA группы имеет общую формулу HЭ. Для хлора это хлороводород, формула которого — $HCl$.

Ответ: Формула гидроксида — $HClO_4$, формула водородного соединения — $HCl$.

3. Характер оксида и гидроксида

Оксид хлора(VII) $Cl_2O_7$ — это оксид неметалла в высшей степени окисления, он проявляет ярко выраженные кислотные свойства. Следовательно, это кислотный оксид.

Гидроксид $HClO_4$ (хлорная кислота) является сильной кислотой, что определяет его кислотный характер.

Ответ: Характер оксида $Cl_2O_7$ и гидроксида $HClO_4$ — кислотный.

4. Уравнения реакций, подтверждающие характер гидроксида

Кислотный характер хлорной кислоты ($HClO_4$) можно подтвердить её реакциями с веществами, обладающими основными свойствами, например, с основаниями и основными оксидами. В результате этих реакций образуются соль и вода.

1) Реакция с основанием (гидроксидом натрия):

$HClO_4 + NaOH \rightarrow NaClO_4 + H_2O$

2) Реакция с основным оксидом (оксидом кальция):

$2HClO_4 + CaO \rightarrow Ca(ClO_4)_2 + H_2O$

Ответ: Два уравнения, подтверждающие кислотный характер гидроксида: $HClO_4 + NaOH \rightarrow NaClO_4 + H_2O$ и $2HClO_4 + CaO \rightarrow Ca(ClO_4)_2 + H_2O$.