Страница 163 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

2. Заряд ядра атома равен

1) разности между числом протонов и электронов

2) числу протонов

3) числу нейтронов

4) сумме числа протонов и электронов

Атом состоит из атомного ядра и электронов, движущихся вокруг него. Ядро атома, в свою очередь, состоит из нуклонов: протонов и нейтронов.

Протоны являются положительно заряженными частицами. Величина заряда одного протона принимается за единичный положительный заряд ($+1$). Нейтроны, как следует из их названия, электрически нейтральны, их заряд равен нулю.

Поскольку в состав ядра входят только протоны и нейтроны, общий заряд ядра определяется исключительно суммой зарядов всех протонов. Нейтроны не вносят вклада в заряд ядра. Таким образом, заряд ядра атома, выраженный в элементарных зарядах, численно равен количеству протонов в этом ядре. Это количество также называют атомным номером элемента и обозначают буквой $Z$.

1) разности между числом протонов и электронов – неверно. Эта разность определяет заряд иона. В нейтральном атоме число протонов равно числу электронов, и их разность равна нулю, тогда как заряд ядра всегда положителен.

2) числу протонов – верно. Заряд ядра создается протонами, и его величина в элементарных единицах заряда равна числу протонов.

3) числу нейтронов – неверно. Нейтроны не имеют заряда и не влияют на суммарный заряд ядра.

4) сумме числа протонов и электронов – неверно. Электроны не входят в состав ядра, поэтому их число не может влиять на заряд ядра.

Ответ: 2

3. В состав ядра изотопа хлора входит 20 нейтронов. Массовое число этого атома равно

1) 20 2) 40 3) 37 4) 36

Дано:

Элемент: Хлор (Cl)

Число нейтронов в ядре, $N = 20$

Найти:

Массовое число, $A$ - ?

Решение:

Массовое число атома $A$ представляет собой общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Оно вычисляется по формуле:

$A = Z + N$

где $Z$ — число протонов (атомный номер или зарядовое число), а $N$ — число нейтронов.

Число протонов $Z$ уникально для каждого химического элемента и соответствует его порядковому номеру в периодической системе Д. И. Менделеева. Для хлора (Cl) порядковый номер равен 17. Следовательно, в ядре любого атома хлора содержится 17 протонов.

$Z = 17$

По условию задачи, ядро данного изотопа хлора содержит 20 нейтронов.

$N = 20$

Теперь мы можем рассчитать массовое число, подставив известные значения в формулу:

$A = 17 + 20 = 37$

Таким образом, массовое число данного изотопа хлора равно 37.

Ответ: 37.

4. Распределение электронов по электронным слоям соответствует числам 2, 8, 5 у атома

1) алюминия

2) фосфора

3) аргона

4) мышьяка

Дано:

Распределение электронов по электронным слоям: 2, 8, 5

Найти:

Химический элемент, атому которого соответствует данное распределение электронов.

Решение:

В условии задачи дано распределение электронов по энергетическим уровням (электронным слоям) для атома некоторого элемента. Числа 2, 8 и 5 обозначают количество электронов на первом, втором и третьем слоях соответственно.

Чтобы идентифицировать элемент, нужно определить общее количество электронов в его атоме. Для этого мы суммируем электроны на всех слоях: $2 + 8 + 5 = 15$

В электронейтральном атоме общее число электронов равно числу протонов в ядре. Число протонов, в свою очередь, является порядковым номером элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Следовательно, мы ищем элемент с порядковым номером 15.

Теперь рассмотрим предложенные варианты ответов:

1) алюминия (Al) — элемент №13. Его электронная конфигурация по слоям: 2, 8, 3. Этот вариант неверный.

2) фосфора (P) — элемент №15. Его электронная конфигурация по слоям: 2, 8, 5. Этот вариант полностью соответствует условию.

3) аргона (Ar) — элемент №18. Его электронная конфигурация по слоям: 2, 8, 8. Этот вариант неверный.

4) мышьяка (As) — элемент №33. Он находится в 4-м периоде, следовательно, у его атома 4 электронных слоя. Электронная конфигурация: 2, 8, 18, 5. Этот вариант неверный.

Таким образом, атому с распределением электронов 2, 8, 5 соответствует фосфор.

Ответ: 2) фосфора.

5. Распределение электронов по электронным слоям в ионе $S^{2-}$ такое же, как у атома

1) хлора

2) неона

3) аргона

4) фосфора

Решение

Чтобы определить, у какого атома такое же распределение электронов, как у иона сульфида $S^{2-}$, необходимо сначала найти количество электронов и их распределение по слоям для иона $S^{2-}$, а затем сравнить с предложенными атомами.

1. Атом серы (S) находится в периодической системе под номером 16. Это означает, что у нейтрального атома серы 16 протонов и 16 электронов. Электронная конфигурация атома серы: $1s^22s^22p^63s^23p^4$.

2. Ион $S^{2-}$ образуется, когда атом серы принимает два дополнительных электрона (об этом говорит заряд $2-$). Следовательно, общее число электронов в ионе $S^{2-}$ равно $16 + 2 = 18$ электронов.

3. Распределение 18 электронов по электронным слоям для иона $S^{2-}$ будет следующим: $1s^22s^22p^63s^23p^6$. Это соответствует заполненному третьему электронному слою. Распределение по слоям: 2 электрона на первом, 8 на втором и 8 на третьем (2, 8, 8).

4. Теперь проанализируем атомы, предложенные в вариантах ответа. Число электронов в нейтральном атоме равно его порядковому номеру.

хлора (Cl) — порядковый номер 17. Атом хлора имеет 17 электронов. Распределение по слоям: 2, 8, 7.

неона (Ne) — порядковый номер 10. Атом неона имеет 10 электронов. Распределение по слоям: 2, 8.

аргона (Ar) — порядковый номер 18. Атом аргона имеет 18 электронов. Распределение по слоям: 2, 8, 8.

фосфора (P) — порядковый номер 15. Атом фосфора имеет 15 электронов. Распределение по слоям: 2, 8, 5.

Сравнивая полученные данные, мы видим, что ион $S^{2-}$ имеет 18 электронов с распределением по слоям 2, 8, 8. Такое же количество электронов и такое же их распределение имеет атом аргона (Ar).

Ответ: 3) аргона.

6. Верны ли утверждения о свойствах элементов?

A. Металлические свойства атомов и простых веществ проявляются в их способности отдавать электроны внешнего энергетического уровня другим атомам.

Б. Неметаллические свойства химических элементов усиливаются с уменьшением радиуса атомов.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Для того чтобы определить, верны ли представленные утверждения, необходимо проанализировать каждое из них с точки зрения основных химических закономерностей.

А. Металлические свойства атомов и простых веществ проявляются в их способности отдавать электроны внешнего энергетического уровня другим атомам.

Данное утверждение является по своей сути определением металлических свойств. Металличность элемента характеризуется тем, насколько легко его атом может потерять электроны с внешней электронной оболочки (валентные электроны). Атомы металлов обладают низкой энергией ионизации, то есть для отрыва электрона требуется небольшое количество энергии. В химических взаимодействиях они выступают в качестве восстановителей, отдавая электроны и образуя положительно заряженные ионы (катионы). Например, щелочной металл натрий (Na) легко отдает свой единственный валентный электрон, превращаясь в катион $Na^+$. Таким образом, утверждение А полностью корректно.

Б. Неметаллические свойства химических элементов усиливаются с уменьшением радиуса атомов.

Неметаллические свойства, наоборот, характеризуют способность атома принимать электроны на свою внешнюю оболочку. Эта способность напрямую связана с электроотрицательностью. Радиус атома является одним из ключевых факторов, определяющих электроотрицательность. Чем меньше радиус атома, тем ближе его внешние электроны к положительно заряженному ядру, и тем сильнее ядро их притягивает. Это также позволяет ядру меньшего по размеру атома эффективнее притягивать электроны от других атомов. В периодической таблице радиус атомов закономерно уменьшается при движении слева направо по периоду и снизу вверх по группе. В этих же направлениях наблюдается усиление неметаллических свойств. Следовательно, между радиусом атома и неметаллическими свойствами существует обратная зависимость: чем меньше радиус, тем сильнее неметаллические свойства. Утверждение Б также является верным.

Поскольку оба утверждения (А и Б) являются верными, правильным вариантом ответа является номер 3.

Ответ: 3) оба утверждения верны

7. Выберите элемент, высший оксид которого проявляет наиболее сильные кислотные свойства.

1) водород

2) сера

3) мышьяк

4) алюминий

Решение

Для того чтобы выбрать элемент, высший оксид которого проявляет наиболее сильные кислотные свойства, необходимо проанализировать положение элементов в Периодической системе Д.И. Менделеева и общие закономерности изменения свойств оксидов. Кислотные свойства высших оксидов элементов усиливаются в периодах слева направо и ослабевают в группах сверху вниз. Это связано с увеличением неметаллических свойств элементов.

Рассмотрим каждый из предложенных элементов и его высший оксид:

1) водород (H)

Водород (H) находится в 1-м периоде, 1-й группе. Его оксид — вода ($H_2O$). Вода является очень слабым амфотерным соединением (амфолитом), проявляя и кислотные, и основные свойства в крайне незначительной степени. В данном контексте ее можно считать нейтральной.

2) сера (S)

Сера (S) — неметалл, находится в 3-м периоде, 16-й (VIA) группе. Её высшая степень окисления +6, которой соответствует высший оксид — оксид серы(VI) ($SO_3$). Это типичный кислотный оксид, который при взаимодействии с водой образует очень сильную серную кислоту ($H_2SO_4$).

3) мышьяк (As)

Мышьяк (As) находится в 4-м периоде, 15-й (VA) группе. Его высшая степень окисления +5, а высший оксид — оксид мышьяка(V) ($As_2O_5$). Это также кислотный оксид, но мышьяк расположен в таблице левее и ниже серы, поэтому его неметаллические свойства (и кислотные свойства его высшего оксида) выражены слабее. Соответствующая ему мышьяковая кислота ($H_3AsO_4$) является слабой.

4) алюминий (Al)

Алюминий (Al) — металл, находится в 3-м периоде, 13-й (IIIA) группе. Его высшая степень окисления +3, высший оксид — оксид алюминия ($Al_2O_3$). Этот оксид является амфотерным, то есть он реагирует и с кислотами, и с щелочами, проявляя слабые кислотные и слабые основные свойства.

Сравнивая все четыре варианта, мы видим следующую картину по силе кислотных свойств высших оксидов: $SO_3$ (сильно кислотный) > $As_2O_5$ (кислотный) > $Al_2O_3$ (амфотерный) ≈ $H_2O$ (нейтральный/амфотерный). Таким образом, наиболее сильные кислотные свойства проявляет высший оксид серы ($SO_3$).

Ответ: 2) сера.

8. Выберите элемент, гидроксид которого обладает более слабыми основными свойствами, чем гидроксид алюминия.

1) бор

2) натрий

3) магний

4) галлий

Решение

Чтобы определить, гидроксид какого элемента обладает более слабыми основными свойствами, чем гидроксид алюминия, необходимо проанализировать положение элементов в Периодической системе и общие закономерности изменения свойств их гидроксидов.

Гидроксид алюминия, $Al(OH)_3$, является классическим примером амфотерного гидроксида. Это означает, что он проявляет как основные, так и кислотные свойства, но и те, и другие выражены слабо.

Общие закономерности изменения свойств гидроксидов в Периодической системе:

• По периоду (слева направо) основные свойства гидроксидов ослабевают, а кислотные — усиливаются.
• По группе (сверху вниз) основные свойства гидроксидов усиливаются.

Теперь рассмотрим каждый предложенный элемент:

1) бор (B)
Бор находится в той же 13-й группе, что и алюминий, но периодом выше (во 2-м периоде, Al — в 3-м). Согласно закономерности, при движении по группе сверху вниз основные свойства усиливаются. Следовательно, гидроксид бора должен быть менее основным (более кислотным), чем гидроксид алюминия. Гидроксид бора имеет формулу $B(OH)_3$ и известен как борная кислота — это слабая кислота. Её основные свойства выражены значительно слабее, чем у амфотерного $Al(OH)_3$. Таким образом, этот вариант является правильным.

2) натрий (Na)
Натрий находится в том же 3-м периоде, что и алюминий, но в 1-й группе (Al — в 13-й). Так как натрий расположен левее алюминия, его гидроксид ($NaOH$) будет обладать значительно более сильными основными свойствами. Гидроксид натрия — это щёлочь, сильное основание. Этот вариант не подходит.

3) магний (Mg)
Магний находится в том же 3-м периоде, что и алюминий, но во 2-й группе (Al — в 13-й). Магний также расположен левее алюминия. Его гидроксид ($Mg(OH)_2$) является основанием, более сильным, чем амфотерный гидроксид алюминия. Этот вариант не подходит.

4) галлий (Ga)
Галлий находится в той же 13-й группе, что и алюминий, но периодом ниже (в 4-м периоде). При движении по группе сверху вниз основные свойства усиливаются. Следовательно, гидроксид галлия ($Ga(OH)_3$) проявляет более выраженные основные свойства, чем гидроксид алюминия. Этот вариант не подходит.

Из сравнения следует, что только гидроксид бора ($B(OH)_3$ или борная кислота) обладает более слабыми основными свойствами, чем гидроксид алюминия.

Ответ: 1.

9. Гидроксид хрома(III) взаимодействует с каждым из двух веществ, формулы которых:

1) $LiOH$, $KNO_3$

2) $Mg(OH)_2$, $HNO_3$

3) $HCl$, $H_2O$

4) $H_2SO_4$, $NaOH$

Решение

Гидроксид хрома(III), формула которого $Cr(OH)_3$, является амфотерным гидроксидом. Это означает, что он способен вступать в химические реакции как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами), проявляя соответственно основные и кислотные свойства. Также он нерастворим в воде. Проанализируем каждую предложенную пару веществ.

1) LiOH, KNO₃
Гидроксид хрома(III) реагирует с гидроксидом лития ($LiOH$), так как это щелочь. В этой реакции $Cr(OH)_3$ проявляет кислотные свойства:
$Cr(OH)_3 + LiOH \rightarrow Li[Cr(OH)_4]$ (тетрагидроксохромат(III) лития)
Нитрат калия ($KNO_3$) — это соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). $Cr(OH)_3$ не взаимодействует с такими солями. Следовательно, эта пара не подходит, так как реакция идет только с одним веществом.

2) Mg(OH)₂, HNO₃
Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) является нерастворимым основанием. Амфотерный гидроксид $Cr(OH)_3$ не будет реагировать с другим основанием.
С азотной кислотой ($HNO_3$), являющейся сильной кислотой, гидроксид хрома(III) будет реагировать, проявляя свои основные свойства:
$Cr(OH)_3 + 3HNO_3 \rightarrow Cr(NO_3)_3 + 3H_2O$ (нитрат хрома(III) и вода)
Так как реакция идет только с кислотой, эта пара не подходит.

3) HCl, H₂O
С соляной кислотой ($HCl$), которая является сильной кислотой, $Cr(OH)_3$ реагирует как основание:
$Cr(OH)_3 + 3HCl \rightarrow CrCl_3 + 3H_2O$ (хлорид хрома(III) и вода)
С водой ($H_2O$) гидроксид хрома(III) не реагирует, так как он является нерастворимым в воде веществом. Эта пара не подходит.

4) H₂SO₄, NaOH
Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная кислота, с которой $Cr(OH)_3$ взаимодействует, проявляя основные свойства:
$2Cr(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 6H_2O$ (сульфат хрома(III) и вода)
Гидроксид натрия ($NaOH$) — сильное основание (щелочь), с которым $Cr(OH)_3$ взаимодействует, проявляя кислотные свойства, образуя комплексное соединение в растворе:
$Cr(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Cr(OH)_4]$ (тетрагидроксохромат(III) натрия)
Поскольку гидроксид хрома(III) реагирует с обоими веществами в данной паре, этот вариант является правильным.

Ответ: 4