Страница 167 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Выберите формулы пары веществ, в которой первое вещество образовано ковалентной полярной связью, второе — ионной связью.

1) $Cl_2$ и KBr

2) $H_2O$ и $BaCl_2$

3) LiH и $O_2$

4) $CO_2$ и $H_2O$

Решение

Для выполнения задания необходимо проанализировать типы химических связей в каждой паре веществ. Согласно условию, первое вещество в паре должно иметь ковалентную полярную связь, а второе — ионную.

• Ковалентная полярная связь образуется между атомами разных неметаллов. Из-за разницы в их электроотрицательности общая электронная пара смещается к более электроотрицательному атому.

• Ионная связь, как правило, образуется между атомами типичного металла и типичного неметалла. Она возникает за счет электростатического притяжения ионов, образовавшихся в результате практически полной передачи валентных электронов от атома металла к атому неметалла.

Рассмотрим каждую предложенную пару:

1) $Cl_2$ и $KBr$

В молекуле хлора $Cl_2$ связь образована двумя одинаковыми атомами неметалла (хлор). Электроотрицательность атомов одинакова, поэтому связь является ковалентной неполярной. В бромиде калия $KBr$ связь образована атомом типичного металла (K) и атомом типичного неметалла (Br), следовательно, связь ионная. Эта пара не подходит, так как первое вещество имеет ковалентную неполярную связь.

2) $H_2O$ и $BaCl_2$

В молекуле воды $H_2O$ связь между атомами водорода (H) и кислорода (O) является ковалентной полярной. Это два разных неметалла, и электроотрицательность кислорода (3,44) значительно выше электроотрицательности водорода (2,20), что вызывает смещение электронной плотности к атому кислорода. В хлориде бария $BaCl_2$ связь образована атомом металла (Ba) и атомом неметалла (Cl), поэтому связь является ионной. Эта пара полностью соответствует условию задачи.

3) $LiH$ и $O_2$

В гидриде лития $LiH$ связь образована атомом металла (Li) и атомом неметалла (H). Разница в электроотрицательности велика, поэтому связь ионная. В молекуле кислорода $O_2$ связь образована двумя одинаковыми атомами неметалла (O), поэтому связь ковалентная неполярная. Эта пара не подходит.

4) $CO_2$ и $H_2O$

В молекуле диоксида углерода $CO_2$ связь между атомами углерода (C) и кислорода (O) является ковалентной полярной (разные неметаллы). В молекуле воды $H_2O$ связь также ковалентная полярная. Эта пара не подходит, так как второе вещество имеет ковалентную полярную, а не ионную связь.

Таким образом, единственная пара, удовлетворяющая условию (ковалентная полярная связь в первом веществе и ионная во втором), — это $H_2O$ и $BaCl_2$.

Ответ: 2.

4. Немолекулярное строение имеет вещество, формула которого

1) $CH_4$

2) $KCl$

3) $I_2$

4) $HBr$

Решение

Для ответа на вопрос необходимо определить тип строения для каждого из предложенных веществ. Строение вещества зависит от типа химической связи между частицами (атомами, ионами) и, как следствие, от типа его кристаллической решетки в твердом состоянии.

Вещества с молекулярным строением состоят из отдельных молекул. Внутри молекул атомы связаны прочными ковалентными связями, а сами молекулы в твердом состоянии удерживаются вместе слабыми межмолекулярными силами. Как правило, такое строение имеют вещества, образованные атомами неметаллов. Они характеризуются низкими температурами плавления и кипения.

Вещества с немолекулярным строением не содержат отдельных молекул. Они образуют ионные, атомные или металлические кристаллические решетки. В узлах таких решеток находятся ионы или атомы, связанные между собой прочными химическими связями. К веществам с ионным строением обычно относятся соединения, образованные типичным металлом и неметаллом. Они, как правило, твердые и тугоплавкие.

Проанализируем каждый вариант:

1) $CH_4$ (метан) — вещество образовано атомами двух неметаллов: углерода и водорода. Связи между атомами C и H являются ковалентными. Метан состоит из отдельных молекул $CH_4$. Следовательно, он имеет молекулярное строение.

2) $KCl$ (хлорид калия) — вещество образовано атомами типичного металла (калий, $K$) и типичного неметалла (хлор, $Cl$). Связь между ними является ионной. Вещество состоит не из молекул, а из катионов $K^+$ и анионов $Cl^-$, которые образуют ионную кристаллическую решетку. Следовательно, $KCl$ имеет немолекулярное строение.

3) $I_2$ (йод) — простое вещество, образованное атомами неметалла. Состоит из двухатомных молекул $I_2$, в которых атомы связаны ковалентной неполярной связью. Йод имеет молекулярное строение.

4) $HBr$ (бромоводород) — вещество образовано атомами неметаллов: водорода и брома. Связь между атомами H и Br является ковалентной полярной. Бромоводород состоит из отдельных молекул $HBr$, поэтому имеет молекулярное строение.

Таким образом, из представленного списка только хлорид калия имеет немолекулярное (ионное) строение.

Ответ: 2.

5. Выберите формулы пары гидроксидов, в которой первый гидроксид — кислотный, а второй — амфотерный.

1) $HNO_3$, $Ba(OH)_2$

2) $KOH$, $H_2SO_3$

3) $H_2SiO_3$, $Al(OH)_3$

4) $H_3PO_4$, $KOH$

Решение

В задаче требуется выбрать пару гидроксидов, в которой первый является кислотным, а второй — амфотерным. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) $HNO_3$, $Ba(OH)_2$

Азотная кислота ($HNO_3$) — это кислородсодержащая кислота, то есть кислотный гидроксид. Первое условие выполняется.

Гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) — это гидроксид щелочноземельного металла, является сильным основанием (щёлочью). Он проявляет только основные свойства и не является амфотерным. Второе условие не выполняется.

Следовательно, данная пара не подходит.

2) $KOH$, $H_2SO_3$

Гидроксид калия ($KOH$) — это гидроксид щелочного металла, является сильным основанием (щёлочью), а не кислотным гидроксидом. Первое условие не выполняется.

Сернистая кислота ($H_2SO_3$) является кислотным гидроксидом.

Следовательно, данная пара не подходит.

3) $H_2SiO_3$, $Al(OH)_3$

Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) — это слабая кислородсодержащая кислота, то есть кислотный гидроксид. Первое условие выполняется.

Гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) — это классический пример амфотерного гидроксида. Он способен реагировать как с кислотами, так и с щелочами, проявляя и кислотные, и основные свойства. Второе условие выполняется.

Следовательно, эта пара является правильным ответом.

4) $H_3PO_4$, $KOH$

Ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$) — это кислородсодержащая кислота, то есть кислотный гидроксид. Первое условие выполняется.

Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное основание (щёлочь) и не является амфотерным. Второе условие не выполняется.

Следовательно, данная пара не подходит.

Ответ: 3

6. В одну стадию можно осуществить превращение

1) $FeSO_4 \rightarrow CuSO_4$

2) $MnO \rightarrow Mn(OH)_2$

3) $CuSO_4 \rightarrow FeSO_4$

4) $Fe \rightarrow Fe(OH)_2$

Проанализируем каждое из предложенных химических превращений, чтобы определить, какое из них можно осуществить в одну стадию.

1) $FeSO_4 \rightarrow CuSO_4$

Данное превращение предполагает замену железа на медь. Для этого можно было бы использовать реакцию замещения, однако медь ($Cu$) в ряду активности металлов стоит правее железа ($Fe$) и является менее активным металлом. Следовательно, медь не способна вытеснить железо из раствора его соли. Реакция $Cu + FeSO_4 \rightarrow$ не протекает. Это превращение требует нескольких стадий и не может быть осуществлено в одну.

2) $MnO \rightarrow Mn(OH)_2$

Оксид марганца(II) ($MnO$) является основным оксидом, который нерастворим в воде. Поэтому прямая реакция гидратации ($MnO + H_2O \rightarrow Mn(OH)_2$) не происходит. Для получения гидроксида марганца(II) необходимо провести двухстадийный процесс: сначала растворить оксид в кислоте, получив соль, а затем подействовать на соль щелочью для осаждения гидроксида. Например:

$MnO + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + H_2O$

$MnCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Таким образом, это превращение не является одностадийным.

3) $CuSO_4 \rightarrow FeSO_4$

Это превращение можно осуществить в одну стадию. Согласно ряду активности металлов, железо ($Fe$) активнее меди ($Cu$). Это означает, что железо может вытеснить медь из раствора ее соли. При добавлении металлического железа (например, железных опилок) в раствор сульфата меди(II) происходит реакция замещения:

$Fe_{(тв)} + CuSO_{4(p-p)} \rightarrow FeSO_{4(p-p)} + Cu_{(тв)}\downarrow$

Эта реакция протекает самопроизвольно и представляет собой одностадийный процесс.

4) $Fe \rightarrow Fe(OH)_2$

Прямое получение гидроксида железа(II) из металлического железа в одну стадию практически неосуществимо. Реакция железа с водой при обычных условиях протекает крайне медленно. Стандартный лабораторный способ получения гидроксида железа(II) — это двухстадийный процесс: сначала железо реагирует с кислотой с образованием соли железа(II), а затем на эту соль действуют раствором щелочи, в результате чего гидроксид выпадает в осадок.

$Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Следовательно, это превращение не может быть осуществлено в одну стадию.

Из всех рассмотренных вариантов только превращение сульфата меди(II) в сульфат железа(II) можно осуществить в одну простую реакцию.

Ответ: 3

7. Выберите уравнение химической реакции, отражающее превращение меди

$Cu^{+2} \rightarrow Cu^0$

1) $2Cu + O_2 = 2CuO$

2) $Cu(OH)_2 = CuO + H_2O$

3) $CuO + H_2SO_4 = CuSO_4 + H_2O$

4) $CuO + H_2 = Cu + H_2O$

В задании требуется выбрать уравнение химической реакции, в которой происходит превращение меди из степени окисления +2 в степень окисления 0. Этот процесс является восстановлением, так как степень окисления понижается:

$Cu^{+2} \rightarrow Cu^{0}$

Рассмотрим предложенные варианты уравнений реакций.

1) $2Cu + O_2 = 2CuO$

В этой реакции простое вещество медь ($Cu$) со степенью окисления 0 реагирует с кислородом, образуя оксид меди(II) ($CuO$), в котором медь имеет степень окисления +2. Происходит процесс окисления меди: $Cu^{0} \rightarrow Cu^{+2}$. Это не соответствует условию задачи.

2) $Cu(OH)_2 = CuO + H_2O$

Это реакция разложения гидроксида меди(II) при нагревании. Степень окисления меди в гидроксиде меди(II) ($Cu(OH)_2$) равна +2. В продукте реакции, оксиде меди(II) ($CuO$), степень окисления меди также равна +2. Степень окисления не изменяется. Это не окислительно-восстановительная реакция.

3) $CuO + H_2SO_4 = CuSO_4 + H_2O$

Это реакция ионного обмена между основным оксидом и кислотой. Степень окисления меди в оксиде меди(II) ($CuO$) равна +2. В продукте реакции, сульфате меди(II) ($CuSO_4$), степень окисления меди также равна +2. Изменения степени окисления не происходит.

4) $CuO + H_2 = Cu + H_2O$

Это окислительно-восстановительная реакция. В исходном веществе, оксиде меди(II) ($CuO$), медь имеет степень окисления +2. В результате реакции образуется простое вещество медь ($Cu$), степень окисления которого равна 0. Таким образом, происходит требуемое превращение: $Cu^{+2} \rightarrow Cu^{0}$. Медь восстанавливается, а водород ($H_2^{0}$) окисляется до степени окисления +1 в воде ($H_2O$). Это уравнение полностью соответствует условию задачи.

Ответ: 4

8. Охарактеризуйте химическую реакцию

$Fe(OH)_2 = FeO + H_2O$

1) экзотермическая, соединения, не ОВР

2) эндотермическая, замещения, ОВР

3) экзотермическая, разложения, ОВР

4) эндотермическая, разложения, не ОВР

Для того чтобы охарактеризовать химическую реакцию $Fe(OH)_2 = FeO + H_2O$, необходимо проанализировать ее по трем пунктам: тип реакции по составу реагентов и продуктов, тепловой эффект и изменение степеней окисления.

Решение

1. Тип реакции
В данной реакции из одного сложного вещества, гидроксида железа(II) $Fe(OH)_2$, образуется два новых, более простых вещества: оксид железа(II) $FeO$ и вода $H_2O$. Реакция, в ходе которой из одного сложного вещества образуется несколько более простых, является реакцией разложения.

2. Тепловой эффект
Разложение нерастворимых оснований, к которым относится $Fe(OH)_2$, происходит при нагревании, то есть с поглощением теплоты. Следовательно, эта реакция является эндотермической.

3. Окислительно-восстановительный характер (ОВР)
Определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах, чтобы выяснить, изменяются ли они в ходе реакции.
В исходном веществе $Fe^{+2}(O^{-2}H^{+1})_2$:
- Степень окисления железа (Fe) равна +2.
- Степень окисления кислорода (O) равна -2.
- Степень окисления водорода (H) равна +1.
В продуктах реакции $Fe^{+2}O^{-2}$ и $H^{+1}_2O^{-2}$:
- В $FeO$ степень окисления железа (Fe) осталась +2, а кислорода (O) -2.
- В $H_2O$ степень окисления водорода (H) осталась +1, а кислорода (O) -2.
Поскольку степени окисления всех химических элементов в ходе реакции не изменились, данная реакция не является окислительно-восстановительной (не ОВР).

Таким образом, реакция является эндотермической, реакцией разложения и не является ОВР. Сопоставив эти выводы с предложенными вариантами, мы видим, что правильным является четвертый вариант.

Ответ: 4

9. В генетическом ряду $Cu \rightarrow CuO \rightarrow ... \rightarrow Cu(OH)_2$ пропущена формула

1) $CuSO_4$

2) $CuOH$

3) $Cu_2O$

4) $NaOH$

Решение

Данный генетический ряд описывает последовательность химических превращений соединений меди: $Cu \rightarrow CuO \rightarrow ... \rightarrow Cu(OH)_2$.

Рассмотрим каждый этап этой цепи:

1. Первый этап: $Cu \rightarrow CuO$. Это превращение простого вещества (металла меди) в основный оксид (оксид меди(II)). Реакция происходит при нагревании меди в присутствии кислорода:
   $2Cu + O_2 \rightarrow 2CuO$.
2. Второй этап: $CuO \rightarrow ...$. На этом этапе из основного оксида $CuO$ нужно получить некое промежуточное соединение.
3. Третий этап: $... \rightarrow Cu(OH)_2$. Из промежуточного соединения необходимо получить нерастворимое основание — гидроксид меди(II).

Чтобы из основного оксида получить нерастворимое основание, обычно сначала получают растворимую соль, а затем, действуя на нее щелочью, осаждают гидроксид.

Проверим эту логику на предложенных вариантах:

• 1) $CuSO_4$ (сульфат меди(II)): Это растворимая соль. Её можно получить из оксида меди(II) реакцией с серной кислотой:
  $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.
  Затем из сульфата меди(II) можно получить гидроксид меди(II) реакцией обмена со щелочью:
  $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$.
  Этот вариант полностью соответствует логике генетического ряда.
• 2) $CuOH$ (гидроксид меди(I)): В этом соединении медь имеет степень окисления +1, в то время как в $CuO$ и $Cu(OH)_2$ она равна +2. Этот вариант нарушает последовательность степеней окисления.
• 3) $Cu_2O$ (оксид меди(I)): Аналогично предыдущему варианту, здесь степень окисления меди +1. Переход от $CuO$ (+2) к $Cu_2O$ (+1) является восстановлением, что нетипично для такой простой цепочки, ведущей к гидроксиду меди(II).
• 4) $NaOH$ (гидроксид натрия): Это соединение натрия, а не меди. Оно может являться реагентом для получения $Cu(OH)_2$, но не может быть продуктом в генетическом ряду меди.

Следовательно, единственным подходящим веществом, пропущенным в цепочке, является сульфат меди(II).

Ответ: 1) $CuSO_4$

10. Верны ли утверждения о правилах безопасной работы в химической лаборатории и с препаратами бытовой химии?

А. В лаборатории наличие кислоты в растворе можно определить по вкусу.

Б. При работе с препаратами бытовой химии, содержащими щёлочь, необходимо использовать резиновые перчатки.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Для определения верности утверждений необходимо рассмотреть каждое из них с точки зрения правил техники безопасности.

А. В лаборатории наличие кислоты в растворе можно определить по вкусу.

Это утверждение является категорически неверным и опасным для жизни. Правила техники безопасности в химической лаборатории строжайше запрещают пробовать любые химические реактивы на вкус. Кислоты, даже те, что встречаются в пище (например, уксусная или лимонная), в лабораторных условиях могут иметь высокую концентрацию и содержать опасные примеси. Концентрированные кислоты — это едкие вещества, вызывающие тяжёлые химические ожоги слизистых оболочек и внутренних органов. Для определения наличия кислоты в растворе применяют безопасные методы: химические индикаторы (например, лакмус, который в кислой среде окрашивается в красный цвет) или специальные приборы (pH-метры). Таким образом, утверждение А ложно.

Б. При работе с препаратами бытовой химии, содержащими щёлочь, необходимо использовать резиновые перчатки.

Это утверждение абсолютно верно. Щёлочи (например, гидроксид натрия $NaOH$, входящий в состав средств для прочистки труб) являются едкими веществами. Их опасность для кожи заключается в том, что они омыляют жиры (превращают их в мыло) и гидролизуют белки, из которых состоят живые ткани. Это приводит к глубоким и долго не заживающим химическим ожогам. Поэтому при работе с бытовой химией, содержащей щёлочь, необходимо защищать кожу рук, используя плотные резиновые или нитриловые перчатки. Таким образом, утверждение Б истинно.

Решение

На основании анализа приходим к выводу, что утверждение А является ложным, а утверждение Б — истинным. Следовательно, из предложенных вариантов правильным будет тот, который утверждает, что верно только Б.

Ответ: 2