Страница 162 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. В отличие от оксида магния, оксид цинка может взаимодействовать с веществом, формула которого

1) $HNO_3$

2) $NaOH$

3) $FeSO_4$

4) $HBr$

Для ответа на этот вопрос необходимо сравнить химические свойства оксида магния ($MgO$) и оксида цинка ($ZnO$).

Оксид магния ($MgO$) — это оксид щелочноземельного металла, который проявляет ярко выраженные основные свойства. Основные оксиды реагируют с кислотами и кислотными оксидами, но не реагируют с основаниями (щелочами).

Оксид цинка ($ZnO$) — это оксид переходного металла, который является амфотерным. Амфотерные оксиды обладают двойственными свойствами: они могут реагировать как с кислотами (проявляя основные свойства), так и с сильными основаниями (щелочами), проявляя кислотные свойства.

Рассмотрим предложенные варианты веществ:

1) Азотная кислота ($HNO_3$) и 4) Бромоводородная кислота ($HBr$) — это кислоты. С ними будут реагировать оба оксида: и основной оксид магния, и амфотерный оксид цинка.
Пример реакции:
$MgO + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2O$
$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$
Следовательно, эти варианты не подходят, так как реакция не является отличительной.

3) Сульфат железа(II) ($FeSO_4$) — это соль. Ни оксид магния, ни оксид цинка в обычных условиях с раствором этой соли не взаимодействуют.

2) Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь).
- Оксид магния ($MgO$), как основной оксид, с гидроксидом натрия реагировать не будет.
- Оксид цинка ($ZnO$), как амфотерный оксид, будет реагировать с раствором щёлочи с образованием комплексной соли — тетрагидроксоцинката натрия:
$ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$
Или при сплавлении:
$ZnO + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2ZnO_2 + H_2O$

Таким образом, именно способность реагировать с гидроксидом натрия отличает амфотерный оксид цинка от основного оксида магния.

Ответ: 2

10. Химические элементы O, S, Se образуют летучие водородные соединения состава

1) $ЭH_2$

2) $ЭH_3$

3) $ЭH_4$

4) $ЭH$

Решение

Для определения общей формулы летучих водородных соединений для химических элементов кислорода (O), серы (S) и селена (Se) необходимо определить их положение в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Все три элемента — O, S, Se — являются халькогенами и расположены в 16-й группе (по старой классификации — VIА группа). Для элементов-неметаллов главных подгрупп состав их летучих водородных соединений можно определить по их низшей (отрицательной) степени окисления, которая, как правило, равна разности $N - 8$, где $N$ — номер группы. В соединениях с водородом валентность неметалла будет равна $|N - 8|$.

Поскольку кислород, сера и селен находятся в 16-й группе, их валентность в летучих водородных соединениях будет равна:

$|6 - 8| = |-2| = 2$

Это означает, что один атом элемента (обозначим его как Э) будет образовывать соединение с двумя атомами водорода (H). Таким образом, общая формула для летучих водородных соединений элементов 16-й группы имеет вид $ЭН_2$.

Этот вывод подтверждается формулами реальных веществ:
- для кислорода (O) — вода, $H_2O$;
- для серы (S) — сероводород, $H_2S$;
- для селена (Se) — селеноводород, $H_2Se$.

Среди предложенных вариантов:
1) $ЭН_2$ — соответствует соединениям элементов 16-й группы.
2) $ЭН_3$ — соответствует соединениям элементов 15-й группы (например, аммиак $NH_3$).
3) $ЭН_4$ — соответствует соединениям элементов 14-й группы (например, метан $CH_4$).
4) $ЭН$ — соответствует соединениям элементов 17-й группы (например, хлороводород $HCl$).

Следовательно, химические элементы O, S, Se образуют летучие водородные соединения состава $ЭН_2$.

Ответ: 1.

11. В ряду химических элементов углерод → кремний → германий:

1) усиливаются неметаллические свойства

2) ослабевают неметаллические свойства

3) уменьшаются радиусы атомов

4) увеличиваются радиусы атомов

5) уменьшается число электронов на внешнем слое

Рассмотрим ряд химических элементов: углерод (C) → кремний (Si) → германий (Ge). Все эти элементы находятся в 14-й группе (или IVА группе) периодической системы химических элементов. Углерод находится во 2-м периоде, кремний – в 3-м, а германий – в 4-м. Таким образом, в данном ряду мы движемся по группе сверху вниз. Проанализируем, как изменяются свойства элементов в этом направлении, рассмотрев каждый предложенный вариант.

1) усиливаются неметаллические свойства
При движении по группе сверху вниз электроотрицательность атомов уменьшается. Это происходит из-за увеличения радиуса атома и числа электронных слоев, что ослабляет притяжение валентных электронов к ядру. Уменьшение электроотрицательности ведет к ослаблению неметаллических свойств и усилению металлических. Углерод – типичный неметалл, кремний – металлоид (проявляет свойства как металлов, так и неметаллов), а германий – также металлоид, но с более выраженными металлическими свойствами, чем у кремния. Следовательно, неметаллические свойства в ряду C → Si → Ge ослабевают. Данное утверждение неверно.

2) ослабевают неметаллические свойства
Как было объяснено в предыдущем пункте, при движении сверху вниз по группе неметаллические свойства ослабевают из-за увеличения атомного радиуса и, как следствие, уменьшения электроотрицательности. Атомам становится труднее принимать электроны и легче их отдавать. Данное утверждение верно.

3) уменьшаются радиусы атомов
При движении по группе сверху вниз с каждым новым периодом добавляется новый электронный слой (энергетический уровень). У атома углерода 2 электронных слоя, у кремния – 3, у германия – 4. Увеличение числа электронных слоев приводит к увеличению расстояния от ядра до внешних электронов, то есть к увеличению радиуса атома. Следовательно, радиусы атомов в этом ряду увеличиваются. Данное утверждение неверно.

4) увеличиваются радиусы атомов
В соответствии с периодическим законом, при движении по группе сверху вниз атомный радиус увеличивается, так как растет число электронных энергетических уровней. Например, ковалентный радиус углерода составляет примерно 77 пм, кремния – 111 пм, а германия – 122 пм. Данное утверждение верно.

5) уменьшается число электронов на внешнем слое
Углерод, кремний и германий находятся в одной и той же, 14-й, группе. Номер группы для элементов главных подгрупп (к которым они относятся) указывает на число электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов). У всех трех элементов на внешнем слое находится по 4 электрона. Таким образом, число электронов на внешнем слое постоянно. Данное утверждение неверно.

Исходя из анализа, верными являются утверждения под номерами 2 и 4.
Ответ: 2, 4.

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

ВЫСШИЙ ГИДРОКСИД

ХАРАКТЕР ГИДРОКСИДА

А) азота

1) основной

Б) кальция

2) кислотный

В) цинка

3) амфотерный

Г) углерода

А) азота

Азот (N) находится в 15-й группе периодической системы, его высшая степень окисления +5. Высшему оксиду азота $N_2O_5$ соответствует высший гидроксид — азотная кислота $HNO_3$. Азотная кислота является сильной кислотой, следовательно, её характер — кислотный.

Ответ: 2

Б) кальция

Кальций (Ca) — металл IIA группы, щелочноземельный металл. Его постоянная и высшая степень окисления +2. Высший гидроксид кальция — $Ca(OH)_2$. Гидроксид кальция является сильным основанием (щёлочью), следовательно, его характер — основный.

Ответ: 1

В) цинка

Цинк (Zn) — переходный металл. Его характерная и высшая степень окисления +2. Высший гидроксид цинка — $Zn(OH)_2$. Гидроксид цинка является классическим примером амфотерного гидроксида, так как он реагирует и с кислотами, и со щелочами, проявляя как основные, так и кислотные свойства. Следовательно, его характер — амфотерный.

Ответ: 3

Г) углерода

Углерод (C) — неметалл, находится в 14-й группе. Его высшая степень окисления +4. Высшему оксиду углерода $CO_2$ соответствует высший гидроксид — угольная кислота $H_2CO_3$. Угольная кислота является слабой кислотой, следовательно, её характер — кислотный.

Ответ: 2

13. Назовите химический элемент четвёртого периода, имеющий самые сильные металлические свойства, и его порядковый номер. Составьте формулы оксида и соответствующего гидроксида элемента, укажите их характер. Приведите не менее двух уравнений реакций, подтверждающих характер гидроксида этого элемента.

Химический элемент четвёртого периода, имеющий самые сильные металлические свойства, и его порядковый номер

Металлические свойства химических элементов в периодах периодической системы Д.И. Менделеева усиливаются справа налево. Следовательно, самыми сильными металлическими свойствами обладает элемент, находящийся в начале периода, — щелочной металл. В четвёртом периоде это калий ($K$).
Порядковый номер калия в периодической системе — 19.

Формулы оксида и соответствующего гидроксида элемента, их характер

Калий является щелочным металлом и в соединениях проявляет постоянную степень окисления +1.
Формула оксида калия — $K_2O$. Так как он образован активным щелочным металлом, его характер — основный.
Формула соответствующего ему гидроксида — $KOH$. Гидроксид калия — это сильное, растворимое в воде основание (щёлочь), которое обладает ярко выраженным основным характером.

Два уравнения реакций, подтверждающих характер гидроксида этого элемента

Основные свойства гидроксида калия подтверждаются его способностью реагировать с веществами, обладающими кислотными свойствами (кислотами, кислотными оксидами).
1. Реакция нейтрализации с сильной кислотой, например, с серной кислотой ($H_2SO_4$):
$2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$
2. Реакция с кислотным оксидом, например, с оксидом углерода(IV) ($CO_2$):
$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

Ответ: Химический элемент — калий ($K$), его порядковый номер — 19. Формула оксида — $K_2O$, характер — основный. Формула гидроксида — $KOH$, характер — основный (щёлочь). Уравнения реакций, подтверждающие характер гидроксида: $2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$; $2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$.

1. Для атома справедливо следующее утверждение:

1) электронейтральная элементарная частица

2) наименьшая электронейтральная частица элемента, состоящая из ядра и электронной оболочки

3) содержит одинаковое число протонов и нейтронов

4) положительно заряженная элементарная частица

Для определения правильного утверждения проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) электронейтральная элементарная частица

Атом в своем основном состоянии действительно является электронейтральной частицей, поскольку количество протонов в ядре равно количеству электронов на его оболочках, и их заряды взаимно компенсируются. Однако атом не является элементарной частицей. Элементарные частицы (такие как электроны, кварки) по определению являются бесструктурными, то есть не состоят из других, более мелких частиц. Атом же имеет сложное строение: он состоит из ядра (которое, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов) и электронной оболочки. Таким образом, это утверждение неверно.

Ответ: Неверно.

2) наименьшая электронейтральная частица элемента, состоящая из ядра и электронной оболочки

Это утверждение является полным и точным определением атома. Разберем его по частям. Наименьшая частица элемента: атом является носителем свойств химического элемента, и при его делении на составные части эти свойства утрачиваются. Электронейтральная: как было сказано выше, суммарный заряд атома равен нулю. Состоящая из ядра и электронной оболочки: это точно описывает планетарную модель строения атома, которая является общепринятой. Все части утверждения верны.

Ответ: Верно.

3) содержит одинаковое число протонов и нейтронов

Это утверждение справедливо лишь для некоторых изотопов, в основном лёгких элементов. Например, атом гелия-4 ($^{4}_{2}\text{He}$) содержит 2 протона и 2 нейтрона. Однако для большинства атомов это не так. Самый распространенный изотоп водорода, протий ($^{1}_{1}\text{H}$), содержит 1 протон и 0 нейтронов. Атом урана-238 ($^{238}_{92}\text{U}$) содержит 92 протона и 146 нейтронов. Поскольку это утверждение не является универсальным для всех атомов, оно не может считаться правильным определением.

Ответ: Неверно.

4) положительно заряженная элементарная частица

Данное утверждение неверно по двум причинам. Во-первых, атом электронейтрален, а не положительно заряжен. Положительный заряд приобретает ион (катион), когда атом теряет один или несколько электронов. Во-вторых, как уже обсуждалось в первом пункте, атом не является элементарной частицей из-за своей сложной внутренней структуры. Положительно заряженной элементарной частицей является, например, позитрон, а составной — протон.

Ответ: Неверно.