Страница 166 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Выберите вещества, с которыми реагирует оксид кальция:

1) вода

2) гидроксид натрия

3) хлорид калия

4) серная кислота

5) оксид меди(II)

Оксид кальция ($CaO$) — это основный оксид. Для определения, с какими из предложенных веществ он будет реагировать, проанализируем его химические свойства. Основные оксиды реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами.

1) вода
Оксид кальция является оксидом активного металла (щелочноземельного) и активно реагирует с водой с образованием соответствующего гидроксида — гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), который также известен как гашёная известь. Это реакция соединения.
Уравнение реакции: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
Ответ: реагирует.

2) гидроксид натрия
Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Оксид кальция ($CaO$) также проявляет основные свойства. Вещества, обладающие свойствами одного класса (в данном случае, основными), как правило, не реагируют друг с другом.
Ответ: не реагирует.

3) хлорид калия
Хлорид калия ($KCl$) — это средняя соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HCl$). Оксид кальция не будет реагировать с хлоридом калия, так как для протекания реакции обмена между оксидом и солью не выполняются условия (образование осадка, газа или слабого электролита).
Ответ: не реагирует.

4) серная кислота
Серная кислота ($H_2SO_4$) является сильной кислотой. Основные оксиды всегда реагируют с кислотами, вступая в реакцию нейтрализации. В результате образуется соль (сульфат кальция) и вода.
Уравнение реакции: $CaO + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O$
Ответ: реагирует.

5) оксид меди(II)
Оксид меди(II) ($CuO$) также является основным оксидом. Два основных оксида друг с другом не реагируют.
Ответ: не реагирует.

12. Установите соответствие между формулой вещества и классом/ группой соединений, к которому(ой) относится это вещество.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

А) $AlPO_4$

Б) $HCl$

В) $Na_2CO_3$

Г) $CuO$

КЛАСС/ГРУППА СОЕДИНЕНИЙ

1) основной оксид

2) кислотный оксид

3) соль

4) кислота

5) основание

Для того чтобы установить соответствие, необходимо классифицировать каждое вещество согласно его химической формуле и свойствам.

А) $AlPO_4$

Вещество $AlPO_4$ (ортофосфат алюминия) является солью. Соли — это сложные вещества, которые состоят из катионов металла (в данном случае алюминия $Al^{3+}$) и анионов кислотного остатка (в данном случае фосфат-иона $PO_4^{3-}$). Таким образом, $AlPO_4$ относится к классу солей. Это соответствует варианту 3.
Ответ: 3.

Б) $HCl$

Вещество $HCl$ (хлороводород, в водном растворе — соляная кислота) является кислотой. Кислоты — это сложные вещества, молекулы которых состоят из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотного остатка. В водном растворе $HCl$ диссоциирует на катион водорода $H^+$ и анион хлора $Cl^-$. Это соответствует варианту 4.
Ответ: 4.

В) $Na_2CO_3$

Вещество $Na_2CO_3$ (карбонат натрия) является солью. Оно образовано катионом металла натрия ($Na^+$) и анионом кислотного остатка угольной кислоты ($CO_3^{2-}$). Следовательно, карбонат натрия относится к классу солей. Это соответствует варианту 3.
Ответ: 3.

Г) $CuO$

Вещество $CuO$ (оксид меди(II)) является основным оксидом. Оксиды — это соединения химических элементов с кислородом. Оксиды металлов, которым соответствуют основания, называются основными. Оксиду меди(II) соответствует нерастворимое основание — гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$. $CuO$ реагирует с кислотами, образуя соль и воду (например, $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$), что подтверждает его основные свойства. Это соответствует варианту 1.
Ответ: 1.

13. К 136 г раствора с массовой долей нитрата серебра 2 % добавили избыток раствора хлорида меди(II). Определите массу выпавшего осадка.

Дано:

$m_{р-ра(AgNO_3)} = 136$ г

$\omega_{(AgNO_3)} = 2 \% = 0.02$

Раствор $CuCl_2$ добавлен в избытке.

Найти:

$m_{осадка}$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. При взаимодействии нитрата серебра ($AgNO_3$) с хлоридом меди(II) ($CuCl_2$) происходит реакция обмена, в результате которой образуется нерастворимый осадок хлорида серебра ($AgCl$) и нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$).

Уравнение реакции в сбалансированном виде:

$2AgNO_3 + CuCl_2 \rightarrow 2AgCl \downarrow + Cu(NO_3)_2$

2. Рассчитаем массу чистого нитрата серебра, содержащегося в 136 г 2%-го раствора. Массовая доля показывает, какая часть массы раствора приходится на растворенное вещество.

$m_{(AgNO_3)} = m_{р-ра(AgNO_3)} \cdot \omega_{(AgNO_3)} = 136 \, г \cdot 0.02 = 2.72 \, г$

3. Вычислим молярные массы реагента ($AgNO_3$) и продукта-осадка ($AgCl$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы ($Ar(Ag)=108$, $Ar(N)=14$, $Ar(O)=16$, $Ar(Cl)=35.5$).

$M(AgNO_3) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170$ г/моль

$M(AgCl) = 108 + 35.5 = 143.5$ г/моль

4. Найдем количество вещества (в молях) нитрата серебра, вступившего в реакцию. Так как хлорид меди(II) взят в избытке, расчет ведем по нитрату серебра, который является лимитирующим реагентом.

$n_{(AgNO_3)} = \frac{m_{(AgNO_3)}}{M_{(AgNO_3)}} = \frac{2.72 \, г}{170 \, г/моль} = 0.016$ моль

5. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося осадка $AgCl$. Стехиометрические коэффициенты перед $AgNO_3$ и $AgCl$ равны (2 и 2), следовательно, их количества веществ соотносятся как 1:1.

$n_{(AgCl)} = n_{(AgNO_3)} = 0.016$ моль

6. Рассчитаем массу выпавшего осадка $AgCl$.

$m_{осадка} = m_{(AgCl)} = n_{(AgCl)} \cdot M_{(AgCl)} = 0.016 \, моль \cdot 143.5 \, г/моль = 2.296 \, г$

Ответ: масса выпавшего осадка составляет 2.296 г.

14. Через известковую воду (раствор гидроксида кальция) пропустили оксид углерода(IV). Выпавший осадок отделили и прокалили. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение

В задаче описаны два последовательных химических превращения.

1. Пропускание оксида углерода(IV) (углекислого газа, $CO_2$) через известковую воду (раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$). Это качественная реакция на углекислый газ. В результате реакции образуется нерастворимое вещество - карбонат кальция ($CaCO_3$), который выпадает в виде белого осадка, и вода ($H_2O$). Уравнение реакции:

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

2. Прокаливание выпавшего осадка. Осадок представляет собой карбонат кальция ($CaCO_3$). Прокаливание — это нагревание вещества до высокой температуры. Карбонат кальция при нагревании разлагается на оксид кальция ($CaO$) и оксид углерода(IV) ($CO_2$). Уравнение реакции:

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2 \uparrow$

Ответ:

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2 \uparrow$

1. Принадлежность атома конкретному химическому элементу

определяется

1) зарядом ядра

2) количеством нейтронов в ядре

3) массой атома

4) количеством электронов на внешнем энергетическом уровне

Решение

Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом атомного ядра. Заряд ядра определяется количеством протонов в нём и является основной характеристикой атома, определяющей его принадлежность к определенному химическому элементу. Проанализируем предложенные варианты ответа.

1) зарядом ядра
Заряд ядра ($+Ze$) определяется числом протонов ($Z$) в ядре. Число протонов, также называемое атомным номером, является уникальной характеристикой для каждого химического элемента. Например, все атомы с одним протоном ($Z=1$) — это атомы водорода, все атомы с шестью протонами ($Z=6$) — это атомы углерода. Изменение числа протонов приводит к превращению одного элемента в другой (ядерная реакция). Таким образом, заряд ядра однозначно определяет химический элемент.

2) количеством нейтронов в ядре
Атомы одного и того же химического элемента могут иметь разное количество нейтронов ($N$) в ядре. Такие разновидности атомов называются изотопами. Например, существуют изотопы водорода: протий (0 нейтронов), дейтерий (1 нейтрон) и тритий (2 нейтрона). Все они являются атомами водорода, так как у каждого в ядре по одному протону. Следовательно, количество нейтронов не определяет принадлежность атома к элементу.

3) массой атома
Масса атома в основном определяется суммой масс протонов и нейтронов в ядре (массовым числом $A = Z+N$). Поскольку у одного и того же элемента могут быть изотопы с разным числом нейтронов, масса его атомов также может быть разной. Например, изотоп углерод-12 имеет массу примерно 12 а.е.м., а углерод-14 — примерно 14 а.е.м. Оба являются атомами углерода. Значит, масса атома не является определяющей характеристикой элемента.

4) количеством электронов на внешнем энергетическом уровне
Количество электронов на внешнем уровне (валентных электронов) определяет химические свойства элемента и его способность вступать в реакции. Однако атом может терять или приобретать электроны, превращаясь в ион. Например, атом натрия (Na), имея 1 электрон на внешней оболочке, легко его отдает, превращаясь в ион $Na^+$. И атом, и ион принадлежат к химическому элементу натрию, так как заряд их ядер одинаков ($Z=11$). Таким образом, количество внешних электронов не определяет сам элемент.

Исходя из анализа, единственной фундаментальной характеристикой, которая определяет принадлежность атома к конкретному химическому элементу, является заряд его ядра.

Ответ: 1

2. Выберите самый активный неметалл.

1) германий

2) мышьяк

3) селен

4) сера

Для определения самого активного неметалла необходимо проанализировать положение предложенных элементов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Активность неметаллов (их способность принимать электроны) усиливается в периодах слева направо и ослабевает в главных подгруппах сверху вниз.

Решение

Рассмотрим положение каждого элемента в Периодической системе:

• Германий (Ge) находится в 4-м периоде, 14-й группе. Является металлоидом.
• Мышьяк (As) находится в 4-м периоде, 15-й группе. Является металлоидом.
• Селен (Se) находится в 4-м периоде, 16-й группе. Является неметаллом.
• Сера (S) находится в 3-м периоде, 16-й группе. Является неметаллом.

Сравнивая элементы 4-го периода (германий, мышьяк, селен), мы видим, что неметаллические свойства усиливаются слева направо. Таким образом, селен (Se) является более активным неметаллом, чем германий (Ge) и мышьяк (As).

Теперь сравним серу (S) и селен (Se). Оба элемента находятся в одной, 16-й группе, но в разных периодах. Сера находится в 3-м периоде, а селен – в 4-м. В группе неметаллические свойства ослабевают сверху вниз, так как увеличивается радиус атома и способность принимать электроны уменьшается. Следовательно, сера, расположенная выше селена, является более активным неметаллом.

Таким образом, из всех предложенных вариантов сера (S) является самым активным неметаллом.

Ответ: 4) сера.