Страница 168 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Выберите вещества, с которыми реагирует соляная кислота:

1) оксид серы(VI)

2) гидроксид натрия

3) нитрат кальция

4) медь

5) оксид меди(II)

Соляная кислота (химическая формула $HCl$) — это сильная кислота, которая проявляет типичные свойства кислот. Проанализируем её взаимодействие с каждым из предложенных веществ.

1) оксид серы(VI)

Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом. Кислоты не реагируют с кислотными оксидами. Следовательно, соляная кислота не будет вступать в реакцию с оксидом серы(VI).
Ответ: не реагирует.

2) гидроксид натрия

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Соляная кислота, как и любая кислота, реагирует с основаниями. Эта реакция называется реакцией нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода.
Уравнение реакции: $2HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$.
Ответ: реагирует.

3) нитрат кальция

Нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$) — это соль, образованная сильным основанием ($Ca(OH)_2$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Реакция обмена между кислотой и солью протекает только в том случае, если образуется осадок, газ или более слабая кислота. В реакции между $HCl$ и $Ca(NO_3)_2$ такие продукты не образуются, так как все ионы остаются в растворе ($CaCl_2$ и $HNO_3$ — сильные, растворимые электролиты).
$2HCl + Ca(NO_3)_2 \not\rightarrow$
Ответ: не реагирует.

4) медь

Медь ($Cu$) — это металл, который в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после водорода. Металлы, стоящие после водорода, не способны вытеснять его из растворов кислот-неокислителей, к которым относится соляная кислота. Поэтому реакция не протекает.
$Cu + HCl \not\rightarrow$
Ответ: не реагирует.

5) оксид меди(II)

Оксид меди(II) ($CuO$) является основным оксидом. Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды.
Уравнение реакции: $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$.
В результате реакции чёрный порошок оксида меди(II) растворяется с образованием голубого раствора хлорида меди(II).
Ответ: реагирует.

Таким образом, вещества, с которыми реагирует соляная кислота, — это гидроксид натрия и оксид меди(II).

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

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

А) $Mg(OH)_2$

Б) $CaCl_2$

В) $CO_2$

Г) $Na_2SO_3$

КЛАСС/ГРУППА СОЕДИНЕНИЙ

1) основной оксид

2) кислотный оксид

3) соль

4) кислота

5) основание

А) Вещество с формулой $Mg(OH)_2$ является гидроксидом магния. Согласно номенклатуре, соединения, состоящие из катиона металла ($Mg^{2+}$) и одной или нескольких гидроксильных групп ($OH^{-}$), относятся к классу оснований.
Ответ: 5

Б) Вещество с формулой $CaCl_2$ — хлорид кальция. Это соединение образовано катионом металла ($Ca^{2+}$) и анионом кислотного остатка соляной кислоты ($Cl^{-}$). Такие вещества классифицируются как соли.
Ответ: 3

В) Вещество с формулой $CO_2$ — оксид углерода(IV), также известный как углекислый газ. Это оксид, образованный неметаллом (углеродом), который при реакции с водой образует угольную кислоту ($H_2CO_3$). Оксиды неметаллов, которым соответствуют кислоты, называются кислотными оксидами.
Ответ: 2

Г) Вещество с формулой $Na_2SO_3$ — сульфит натрия. Оно состоит из катионов металла ($Na^{+}$) и аниона кислотного остатка сернистой кислоты ($SO_3^{2-}$). Соединения, состоящие из катионов металла и анионов кислотных остатков, являются солями.
Ответ: 3

13. Определите объём кислорода (н. у.), требующегося для сжигания 100 г угля, массовая доля углерода в котором 85 %.

Дано:
$m_{угля} = 100 \, \text{г}$
$\omega(C) = 85 \% = 0.85$

$m_{угля} = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг}$

Найти:
$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Первым шагом определим массу чистого углерода в 100 г угля. Для этого общую массу угля умножим на массовую долю углерода:

$m(C) = m_{угля} \cdot \omega(C) = 100 \, \text{г} \cdot 0.85 = 85 \, \text{г}$

2. Запишем уравнение химической реакции полного сгорания углерода в кислороде. Продуктом этой реакции является диоксид углерода ($CO_2$):

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

3. Далее рассчитаем количество вещества (число молей) для чистого углерода, который вступает в реакцию. Молярная масса углерода ($M(C)$) составляет примерно $12 \, \text{г/моль}$.

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{85 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 7.083 \, \text{моль}$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, 1 моль углерода ($C$) реагирует с 1 молем кислорода ($O_2$). Следовательно, количество вещества кислорода равно количеству вещества углерода:

$n(O_2) = n(C) \approx 7.083 \, \text{моль}$

5. Наконец, вычислим объем кислорода, необходимый для реакции, при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) является постоянной величиной и равен $22.4 \, \text{л/моль}$.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m \approx 7.083 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 158.67 \, \text{л}$

Ответ: $V(O_2) \approx 158.7 \, \text{л}$.

14. Металл натрий сожгли в колбе, заполненной газообразным галогеном жёлто-зелёного цвета. К водному раствору полученного продукта добавили раствор нитрата серебра, при этом образовался белый осадок. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Уравнения реакций:

1. Взаимодействие натрия с хлором:

$2Na(s) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(s)$

2. Взаимодействие хлорида натрия с нитратом серебра:

$NaCl(aq) + AgNO_3(aq) \rightarrow AgCl(s) + NaNO_3(aq)$

Решение

1. Сначала идентифицируем галоген. В условии сказано, что это газ жёлто-зелёного цвета. Таким физическим свойством обладает хлор, химическая формула которого $Cl_2$.

2. Первая реакция — горение металлического натрия ($Na$) в колбе, заполненной хлором ($Cl_2$). Это реакция соединения, в результате которой образуется соль — хлорид натрия ($NaCl$). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
$2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$

3. Вторым шагом является добавление раствора нитрата серебра ($AgNO_3$) к водному раствору продукта первой реакции, то есть к раствору хлорида натрия ($NaCl$). В результате протекает реакция ионного обмена, которая является качественной реакцией на хлорид-ионы. Образуется нерастворимая в воде соль — хлорид серебра ($AgCl$), которая выпадает в виде белого творожистого осадка, и растворимая соль — нитрат натрия ($NaNO_3$). Это подтверждает, что в первой реакции был использован именно хлор. Уравнение реакции:
$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

Ответ:
Уравнения соответствующих реакций:
$2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$
$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

1. Атомы одного элемента могут содержать

1) разное число протонов

2) разное число нейтронов

3) разное число электронов

4) одинаковое число протонов, нейтронов и электронов

Для того чтобы ответить на данный вопрос, необходимо разобраться в строении атома и понятии химического элемента. Химический элемент — это совокупность атомов, характеризующихся одинаковым зарядом атомного ядра, то есть одинаковым количеством протонов.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов ответа:

1) разное число протонов

Число протонов в ядре ($Z$) является основной характеристикой химического элемента и определяет его порядковый номер в Периодической системе Д.И. Менделеева. Все атомы одного и того же элемента должны иметь строго одинаковое число протонов. Если бы атомы имели разное число протонов, они бы являлись атомами разных химических элементов. Следовательно, это утверждение неверно.

2) разное число нейтронов

Атомы одного и того же химического элемента могут иметь в своих ядрах разное количество нейтронов ($N$). Такие разновидности атомов называются изотопами. Например, элемент водород ($Z=1$) имеет изотопы: протий (1 протон, 0 нейтронов), дейтерий (1 протон, 1 нейтрон) и тритий (1 протон, 2 нейтрона). Несмотря на разное число нейтронов и, как следствие, разную массу, все они являются атомами водорода. Таким образом, это утверждение верно.

3) разное число электронов

Атом в своем основном, нейтральном состоянии содержит одинаковое число электронов и протонов, поэтому его суммарный заряд равен нулю. Однако атом может терять или приобретать электроны, превращаясь в заряженную частицу — ион. Например, нейтральный атом натрия $Na$ (11 протонов, 11 электронов) может потерять электрон и стать катионом $Na^+$ (11 протонов, 10 электронов). Хотя ионы и атомы относятся к одному элементу (так как число протонов не изменилось), термин «атом» чаще всего применяют именно к электронейтральным частицам. В сравнении с вариантом 2, который описывает изотопы (разные виды именно атомов), этот вариант менее точен, так как описывает образование ионов из атомов.

4) одинаковое число протонов, нейтронов и электронов

Это утверждение не является общим правилом. Оно выполняется лишь для некоторых конкретных изотопов, таких как углерод-12 ($^{12}_6C$), у которого 6 протонов, 6 нейтронов и 6 электронов (в нейтральном атоме). Но для большинства атомов это не так. Например, для самого распространенного изотопа железа, железа-56 ($^{56}_{26}Fe$), число протонов равно 26, а число нейтронов — 30. Следовательно, это утверждение неверно.

Исходя из анализа, единственно верным утверждением является то, что атомы одного элемента могут содержать разное число нейтронов.

Ответ: 2

2. Выберите самый неактивный металл.

1) магний

2) кальций

3) стронций

4) алюминий

Решение

Для того чтобы выбрать самый неактивный металл из предложенного списка — 1) магний ($Mg$), 2) кальций ($Ca$), 3) стронций ($Sr$) и 4) алюминий ($Al$), необходимо сравнить их химическую активность. Это можно сделать на основе их положения в периодической системе химических элементов и в электрохимическом ряду напряжений металлов.

Анализ положения в периодической системе: Магний, кальций и стронций являются щелочноземельными металлами и находятся во второй группе главной подгруппы. В группе сверху вниз металлические свойства и, соответственно, химическая активность усиливаются. Таким образом, ряд активности для этих трех металлов выглядит так: стронций > кальций > магний.

Алюминий находится в третьей группе и в том же периоде, что и магний (в третьем). В периоде при движении слева направо металлические свойства ослабевают. Следовательно, магний, стоящий во второй группе, является более активным металлом, чем алюминий, стоящий в тринадцатой (III главной) группе.

Анализ положения в ряду активности металлов: Этот ряд напрямую показывает сравнительную активность металлов. Расположение данных элементов в ряду активности (в порядке убывания): ... $Sr$, $Ca$, $Mg$, $Al$, ... . Как видно из периодических закономерностей и ряда активности, алюминий располагается правее всех остальных предложенных металлов, что указывает на его наименьшую химическую активность в данной группе.

Таким образом, общий ряд по убыванию активности: $Sr > Ca > Mg > Al$. Самым неактивным из предложенных металлов является алюминий.

Ответ: 4) алюминий.

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

1) $NaCl$ и $PCl_5$

2) $H_2S$ и $Cl_2$

3) $K_2O$ и $O_2$

4) $Li_3N$ и $KBr$

Для ответа на вопрос необходимо определить типы химических связей в каждой паре веществ. Согласно условию, первое вещество в паре должно быть образовано ионной связью, а второе — ковалентной полярной.

• Ионная связь, как правило, образуется между атомами металла и неметалла. Происходит передача электронов от атома металла к атому неметалла, в результате чего образуются разноименно заряженные ионы, которые притягиваются друг к другу.
• Ковалентная полярная связь образуется между атомами разных неметаллов. Из-за разницы в электроотрицательности общая электронная пара смещается к более электроотрицательному атому.
• Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного и того же неметалла.

Решение

Проанализируем каждую предложенную пару веществ:

1) $NaCl$ и $PCl_5$

В веществе $NaCl$ (хлорид натрия) связь образована между типичным металлом $Na$ (натрий) и типичным неметаллом $Cl$ (хлор). Следовательно, связь ионная. В веществе $PCl_5$ (пентахлорид фосфора) связь $P-Cl$ образована между атомами двух разных неметаллов — фосфора ($P$) и хлора ($Cl$). Такая связь является ковалентной полярной. Эта пара полностью удовлетворяет условиям задачи.

2) $H_2S$ и $Cl_2$

В веществе $H_2S$ (сероводород) связь образована между атомами неметаллов — водорода ($H$) и серы ($S$). Это ковалентная полярная связь, а не ионная. В веществе $Cl_2$ (хлор) связь образована между двумя одинаковыми атомами неметалла, поэтому она является ковалентной неполярной. Эта пара не подходит.

3) $K_2O$ и $O_2$

В веществе $K_2O$ (оксид калия) связь между металлом $K$ (калий) и неметаллом $O$ (кислород) является ионной. Это соответствует первому условию. Однако во втором веществе, $O_2$ (кислород), связь между двумя одинаковыми атомами кислорода является ковалентной неполярной. Эта пара не подходит.

4) $Li_3N$ и $KBr$

В веществе $Li_3N$ (нитрид лития) связь между металлом $Li$ (литий) и неметаллом $N$ (азот) является ионной. Это соответствует первому условию. Но во втором веществе, $KBr$ (бромид калия), связь между металлом $K$ (калий) и неметаллом $Br$ (бром) также является ионной, а не ковалентной полярной. Эта пара не подходит.

Таким образом, единственная пара веществ, которая соответствует заданным условиям, — это $NaCl$ и $PCl_5$.

Ответ: 1