Страница 23 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Дефолианты — это вещества, вызывающие опадение листьев.

К дефолиантам относится хлорат натрия $NaClO_3$. Определите относительную молекулярную массу вещества и массовые доли элементов в нём (%).

Дано:

Вещество: хлорат натрия ($NaClO_3$).
Для расчетов используем относительные атомные массы (а.е.м.), округленные до десятых:
$A_r(Na) = 23.0$
$A_r(Cl) = 35.5$
$A_r(O) = 16.0$

Найти:

1. Относительную молекулярную массу $M_r(NaClO_3)$.
2. Массовые доли элементов $\omega(Na)$, $\omega(Cl)$, $\omega(O)$ в $NaClO_3$ в %.

Решение:

1. Определение относительной молекулярной массы вещества.

Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав его структурной единицы, с учётом их числа.
В состав хлората натрия $NaClO_3$ входит 1 атом натрия, 1 атом хлора и 3 атома кислорода.
$M_r(NaClO_3) = A_r(Na) \cdot 1 + A_r(Cl) \cdot 1 + A_r(O) \cdot 3$
$M_r(NaClO_3) = 23.0 + 35.5 + 16.0 \cdot 3 = 23.0 + 35.5 + 48.0 = 106.5$ (а.е.м.)

Ответ: Относительная молекулярная масса хлората натрия равна 106.5.

2. Определение массовых долей элементов в веществе.

Массовая доля элемента ($\omega$) в веществе вычисляется по формуле:
$\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$,
где $n$ — число атомов элемента в формуле, $A_r(Э)$ — его относительная атомная масса, а $M_r(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Рассчитаем массовую долю для каждого элемента в $NaClO_3$:
Массовая доля натрия (Na):
$\omega(Na) = \frac{1 \cdot A_r(Na)}{M_r(NaClO_3)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 23.0}{106.5} \cdot 100\% \approx 21.6\%$

Массовая доля хлора (Cl):
$\omega(Cl) = \frac{1 \cdot A_r(Cl)}{M_r(NaClO_3)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 35.5}{106.5} \cdot 100\% \approx 33.3\%$

Массовая доля кислорода (O):
$\omega(O) = \frac{3 \cdot A_r(O)}{M_r(NaClO_3)} \cdot 100\% = \frac{3 \cdot 16.0}{106.5} \cdot 100\% = \frac{48.0}{106.5} \cdot 100\% \approx 45.1\%$

Проверка: Сумма массовых долей должна быть равна 100%.
$21.6\% + 33.3\% + 45.1\% = 100.0\%$

Ответ: Массовые доли элементов в хлорате натрия составляют: $\omega(Na) \approx 21.6\%$, $\omega(Cl) \approx 33.3\%$, $\omega(O) \approx 45.1\%$.

1. Выберите пару, в которой название каждого химического элемента связано с географическим объектом.

1) европий и барий

2) рутений и дубний

3) галлий и свинец

4) хлор и франций

Для выполнения заданий 2 и 3 используйте следующий ряд химических элементов:

1) $Ag$

2) $Ca$

3) $Cu$

4) $N$

Для выбора правильной пары необходимо проанализировать этимологию (происхождение названий) химических элементов, представленных в каждом из вариантов ответа.

1) европий и барий

Европий (Eu) был назван в честь континента Европа. Это географический объект.

Барий (Ba) получил своё название от древнегреческого слова βαρύς (барис), что переводится как "тяжёлый", из-за высокой плотности его минералов. Это название не связано с географией.

Следовательно, эта пара не подходит, так как только один элемент из двух связан с географическим названием.

2) рутений и дубний

Рутений (Ru) был назван в честь России. Его первооткрыватель Карл Клаус использовал латинское название Руси — Ruthenia.

Дубний (Db) был назван в честь города Дубна (Московская область, Россия), где расположен Объединённый институт ядерных исследований, в котором элемент был впервые синтезирован.

Оба названия в этой паре связаны с географическими объектами (страна и город). Эта пара является правильным ответом.

3) галлий и свинец

Галлий (Ga) назван в честь исторической области Галлия, латинского названия Франции, родины первооткрывателя элемента. Это географический объект.

Свинец (Pb) — русское название элемента имеет общеславянские корни и не связано с географическим объектом.

Следовательно, эта пара не подходит.

4) хлор и франций

Хлор (Cl) получил название от греческого слова χλωρός (хлорос), означающего "жёлто-зелёный", из-за характерного цвета газа. Это название не связано с географией.

Франций (Fr) назван в честь Франции, родины его первооткрывательницы Маргариты Перей.

Следовательно, эта пара не подходит.

Таким образом, единственная пара, в которой название каждого химического элемента связано с географическим объектом, это рутений и дубний.

Ответ: 2

2. Выберите два элемента, которые в Периодической системе находятся в одном большом периоде.

Решение

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева состоит из периодов (горизонтальных рядов). Периоды, в свою очередь, делятся на малые и большие.

К малым периодам относятся первые три периода. Они содержат только элементы главных подгрупп (s- и p-элементы).

• 1-й период: 2 элемента (Водород H, Гелий He).
• 2-й период: 8 элементов (от Лития Li до Неона Ne).
• 3-й период: 8 элементов (от Натрия Na до Аргона Ar).

К большим периодам относятся все последующие периоды (начиная с 4-го). Они называются большими, так как включают в себя по 18 и более элементов, содержат элементы как главных, так и побочных подгрупп (d-элементы), а 6-й и 7-й периоды также содержат f-элементы (лантаноиды и актиноиды).

• 4-й период: 18 элементов (от Калия K до Криптона Kr).
• 5-й период: 18 элементов (от Рубидия Rb до Ксенона Xe).
• 6-й период: 32 элемента (от Цезия Cs до Радона Rn).
• 7-й период: 32 элемента (от Франция Fr до Оганесона Og).

Чтобы выполнить задание, нужно выбрать два любых элемента, которые находятся в одном из больших периодов (4, 5, 6 или 7).

Например, рассмотрим 4-й (большой) период. В нём находятся такие элементы, как Калий (K), Кальций (Ca), Железо (Fe), Медь (Cu), Цинк (Zn), Бром (Br) и другие. Выберем из этого периода два элемента: Железо и Медь.

В качестве другого примера можно взять элементы 5-го периода: Серебро (Ag) и Йод (I). Оба элемента находятся в одном большом периоде.

Ответ: Железо (Fe) и Медь (Cu).

3. Выберите два элемента, которые в Периодической системе находятся в главных подгруппах (А-группах).

В Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева все элементы делятся на элементы главных подгрупп (А-групп) и побочных подгрупп (Б-групп).

К главным подгруппам (А-группам) относятся элементы, у которых валентные электроны (ответственные за химические свойства) заполняют s- и p-подуровни внешнего электронного слоя. Это элементы s-блока и p-блока.

В длиннопериодном варианте таблицы это элементы следующих групп:
• Группа 1 (IA): щелочные металлы (Li, Na, K и т.д.) и водород (H).
• Группа 2 (IIA): щёлочноземельные металлы (Be, Mg, Ca и т.д.).
• Группа 13 (IIIA): (B, Al, Ga и т.д.).
• Группа 14 (IVA): (C, Si, Ge и т.д.).
• Группа 15 (VA): (N, P, As и т.д.).
• Группа 16 (VIA): халькогены (O, S, Se и т.д.).
• Группа 17 (VIIA): галогены (F, Cl, Br и т.д.).
• Группа 18 (VIIIA): благородные газы (He, Ne, Ar и т.д.).

Элементы побочных подгрупп (Б-групп) — это переходные металлы (d-элементы), у которых заполняется d-подуровень предпоследнего слоя (группы 3-12), а также лантаноиды и актиноиды (f-элементы).

Поскольку в условии задачи не дан конкретный перечень элементов, для ответа можно выбрать любые два элемента из перечисленных выше А-групп.

Рассмотрим два примера:

1. Магний (Mg). Порядковый номер 12. Находится во 2-й группе (главная подгруппа II группы, IIA), 3-м периоде. Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^2$. Это s-элемент, следовательно, он относится к главной подгруппе.

2. Хлор (Cl). Порядковый номер 17. Находится в 17-й группе (главная подгруппа VII группы, VIIA), 3-м периоде. Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^23p^5$. Это p-элемент, следовательно, он относится к главной подгруппе.

Ответ: Магний (Mg) и хлор (Cl).

4. Запись $5H_2$ означает

1) пять молекул водорода

2) пять атомов водорода

3) две молекулы водорода

4) десять атомов водорода

Дано:

Химическая запись: $5H_2$

Найти:

Что означает данная запись.

Решение:

Для того чтобы понять, что означает запись $5H_2$, необходимо разобрать каждый ее компонент.

1. $H$ — это химический символ элемента водорода. Он представляет один атом водорода.

2. Индекс $2$ в формуле $H_2$ называется стехиометрическим индексом. Он показывает, что два атома водорода химически связаны друг с другом, образуя одну молекулу. Таким образом, $H_2$ — это химическая формула молекулы водорода.

3. Коэффициент $5$ перед формулой называется стехиометрическим коэффициентом. Он указывает на количество отдельных частиц (в данном случае, молекул) вещества.

Соединив все компоненты вместе, мы можем прочитать запись $5H_2$ как "пять молекул водорода". Это утверждение полностью соответствует варианту ответа 1) пять молекул водорода.

Также мы можем проанализировать запись с точки зрения общего числа атомов. Поскольку у нас есть 5 молекул, и каждая молекула содержит 2 атома, общее число атомов равно:

$5 \text{ молекул} \times 2 \frac{\text{атома}}{\text{молекула}} = 10 \text{ атомов}$

Это означает, что утверждение 4) десять атомов водорода также является верным, так как оно правильно описывает общее количество атомов водорода в $5H_2$.

Однако, вопрос заключается в том, что именно означает сама запись. Химическая нотация создана для точного описания состава и количества вещества. Коэффициент $5$ относится к структурной единице $H_2$, которая является молекулой. Следовательно, прямое и основное значение записи — это количество молекул. Общее количество атомов является производной величиной, которую можно вычислить из этой записи. Важно также понимать разницу между записями $5H_2$ (пять молекул, состоящих из двух атомов каждая) и $10H$ (десять отдельных, не связанных между собой атомов водорода). Таким образом, наиболее точным и полным ответом на поставленный вопрос является тот, который описывает количество молекул.

Сравним с остальными вариантами:

2) пять атомов водорода — неверно, это соответствовало бы записи $5H$.

3) две молекулы водорода — неверно, это соответствовало бы записи $2H_2$.

Исходя из анализа, наиболее правильным ответом является вариант 1, так как он наиболее точно отражает смысл химической записи.

Ответ: 1) пять молекул водорода

5. Молекула сернистого газа состоит из атома серы и двух атомов кислорода. Молекулярная формула сернистого газа

1) $CO_2$

2) $2CO$

3) $SO_2$

4) $NO_2$

В условии задачи указано, что молекула сернистого газа состоит из одного атома серы и двух атомов кислорода. Для того чтобы определить молекулярную формулу, необходимо сопоставить это описание с химическими символами элементов и правилами написания формул.

1. Атом серы в периодической таблице химических элементов обозначается символом S. Так как в молекуле один атом серы, мы записываем S. В химических формулах индекс 1 принято опускать.

2. Атом кислорода обозначается символом O. По условию, в молекуле содержится два атома кислорода. Количество атомов в молекуле указывается нижним индексом после символа элемента. Таким образом, два атома кислорода записываются как $O_2$.

3. Соединив символы элементов и их индексы, получаем молекулярную формулу сернистого газа: $SO_2$. Это вещество также известно как диоксид серы или сернистый ангидрид.

Теперь рассмотрим предложенные варианты ответа:

1) $CO_2$ — это формула диоксида углерода (углекислого газа), состоящего из одного атома углерода (C) и двух атомов кислорода (O). Этот вариант неверный.

2) $2CO$ — это не молекулярная формула вещества, а запись, обозначающая две молекулы монооксида углерода (угарного газа). Каждая молекула CO состоит из одного атома углерода (C) и одного атома кислорода (O). Этот вариант неверный.

3) $SO_2$ — это формула диоксида серы (сернистого газа). Молекула состоит из одного атома серы (S) и двух атомов кислорода (O), что полностью соответствует условию задачи. Этот вариант верный.

4) $NO_2$ — это формула диоксида азота, состоящего из одного атома азота (N) и двух атомов кислорода (O). Этот вариант неверный.

Ответ: 3) $SO_2$.

6. Наибольшую относительную молекулярную массу имеет веще-ство, формула которого

1) $NO$

2) $CO$

3) $CuO$

4) $MgO$

Дано:

Ряд химических веществ:

1) NO (оксид азота(II))

2) CO (оксид углерода(II))

3) CuO (оксид меди(II))

4) MgO (оксид магния)

Найти:

Вещество с наибольшей относительной молекулярной массой ($M_r$).

Решение:

Для определения вещества с наибольшей относительной молекулярной массой необходимо рассчитать эту величину для каждого из предложенных вариантов. Относительная молекулярная масса ($M_r$) — это величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы атома углерода. Она вычисляется как сумма относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в состав формульной единицы вещества.

Для расчетов используем округленные значения относительных атомных масс, взятые из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:

$A_r(\text{N}) = 14$ а.е.м.

$A_r(\text{C}) = 12$ а.е.м.

$A_r(\text{O}) = 16$ а.е.м.

$A_r(\text{Cu}) = 64$ а.е.м.

$A_r(\text{Mg}) = 24$ а.е.м.

Теперь проведем расчет для каждого вещества.

1) NO

Относительная молекулярная масса оксида азота(II) рассчитывается как сумма относительных атомных масс одного атома азота и одного атома кислорода:

$M_r(\text{NO}) = A_r(\text{N}) + A_r(\text{O}) = 14 + 16 = 30$.

2) CO

Относительная молекулярная масса оксида углерода(II) рассчитывается как сумма относительных атомных масс одного атома углерода и одного атома кислорода:

$M_r(\text{CO}) = A_r(\text{C}) + A_r(\text{O}) = 12 + 16 = 28$.

3) CuO

Относительная молекулярная масса оксида меди(II) рассчитывается как сумма относительных атомных масс одного атома меди и одного атома кислорода:

$M_r(\text{CuO}) = A_r(\text{Cu}) + A_r(\text{O}) = 64 + 16 = 80$.

4) MgO

Относительная молекулярная масса оксида магния рассчитывается как сумма относительных атомных масс одного атома магния и одного атома кислорода:

$M_r(\text{MgO}) = A_r(\text{Mg}) + A_r(\text{O}) = 24 + 16 = 40$.

Сравним полученные значения относительных молекулярных масс:

$M_r(\text{CO}) = 28$

$M_r(\text{NO}) = 30$

$M_r(\text{MgO}) = 40$

$M_r(\text{CuO}) = 80$

Таким образом, наибольшая относительная молекулярная масса из предложенных веществ у оксида меди(II).

Ответ: 3) CuO.

7. Валентность серы равна четырём в молекуле, формула которой

1) $SO_2$

2) $SF_6$

3) $SO_3$

4) $H_2S$

Чтобы определить, в какой из предложенных молекул валентность серы равна четырем, необходимо проанализировать каждое соединение. Валентность — это число химических связей, которые атом данного элемента образует с другими атомами. В бинарных соединениях, состоящих из двух элементов, суммарная валентность всех атомов одного элемента равна суммарной валентности всех атомов другого элемента.

Примем во внимание, что валентность некоторых элементов, как правило, постоянна:

• валентность кислорода (O) в оксидах равна II;
• валентность фтора (F) всегда равна I;
• валентность водорода (H) в соединениях с неметаллами равна I.

Рассчитаем валентность серы (S) в каждом из предложенных соединений.

1) SO₂

В молекуле диоксида серы на 1 атом серы (S) приходится 2 атома кислорода (O). Пусть валентность серы равна $x$. Зная, что валентность кислорода равна II, составим равенство на основе правила валентности: $1 \cdot x = 2 \cdot II$ $x = IV$ Следовательно, валентность серы в оксиде серы(IV) равна четырем.

2) SF₆

В молекуле гексафторида серы на 1 атом серы (S) приходится 6 атомов фтора (F). Валентность фтора равна I. $1 \cdot x = 6 \cdot I$ $x = VI$ Валентность серы в этом соединении равна шести.

3) SO₃

В молекуле триоксида серы на 1 атом серы (S) приходится 3 атома кислорода (O). Валентность кислорода равна II. $1 \cdot x = 3 \cdot II$ $x = VI$ Валентность серы в оксиде серы(VI) равна шести.

4) H₂S

В молекуле сероводорода на 2 атома водорода (H) приходится 1 атом серы (S). Валентность водорода равна I. $2 \cdot I = 1 \cdot x$ $x = II$ Валентность серы в сероводороде равна двум.

Проанализировав все варианты, приходим к выводу, что валентность серы равна четырем только в соединении $SO_2$.

Ответ: 1

8. Валентность элементов равна трём в веществе, формула которого

1) $\text{AlN}$

2) $\text{PH}_3$

3) $\text{MnO}$

4) $\text{SiC}$

Для того чтобы ответить на вопрос, определим валентности элементов в каждом из предложенных соединений.

1) AlN
В нитриде алюминия ($AlN$) алюминий (Al) — элемент 13-й группы (IIIА), его валентность в соединениях постоянна и равна III. Азот (N) — элемент 15-й группы (VА), в бинарных соединениях с металлами (нитридах) он также проявляет валентность III. Таким образом, в данном веществе валентность обоих элементов равна трём, что соответствует условию задачи.
Ответ: в $AlN$ валентность алюминия равна III, валентность азота равна III.

2) PH₃
В фосфине ($PH_3$) водород (H) в соединениях с неметаллами всегда проявляет валентность I. Так как один атом фосфора (P) соединен с тремя атомами водорода, валентность фосфора в этом соединении равна III. Валентности элементов не равны друг другу и не равны обе трём.
Ответ: в $PH_3$ валентность фосфора равна III, валентность водорода равна I.

3) MnO
В оксиде марганца(II) ($MnO$) кислород (O) в оксидах почти всегда имеет валентность II. Поскольку в формуле на один атом марганца (Mn) приходится один атом кислорода, то для сбалансированности валентность марганца также равна II.
Ответ: в $MnO$ валентность марганца равна II, валентность кислорода равна II.

4) SiC
В карбиде кремния ($SiC$) и кремний (Si), и углерод (C) — элементы 14-й группы (IVА). В этом соединении они оба проявляют высшую валентность, равную номеру группы, то есть IV.
Ответ: в $SiC$ валентность кремния равна IV, валентность углерода равна IV.

Сравнив все варианты, мы видим, что условию задачи (валентность обоих элементов равна трём) удовлетворяет только нитрид алюминия.

Ответ: 1

9. Неправильно записана формула

1) $Na(OH)_2$

2) $BaS$

3) $MgCl_2$

4) $H_3PO_4$

Чтобы определить, какая из формул записана неверно, необходимо проанализировать валентности (или степени окисления) элементов и ионов в каждом соединении. Формула химического соединения составляется так, чтобы оно было электронейтральным, то есть суммарный заряд всех ионов в формульной единице должен быть равен нулю.

1) Na(OH)₂

Натрий (Na) — это щелочной металл, он находится в I группе Периодической системы и в своих соединениях всегда проявляет степень окисления +1. Гидроксид-ион (OH⁻) имеет заряд -1. В предложенной формуле $Na(OH)_2$ на один ион натрия с зарядом +1 приходится два гидроксид-иона, суммарный заряд которых равен $2 \cdot (-1) = -2$. Общий заряд такой частицы был бы $+1 + (-2) = -1$, что не соответствует электронейтральному соединению. Правильная формула гидроксида натрия — NaOH, в которой заряд катиона натрия $Na^+$ (+1) полностью компенсируется зарядом аниона $OH^-$ (-1). Следовательно, формула $Na(OH)_2$ записана неверно.

2) BaS

Барий (Ba) — элемент II группы, его постоянная степень окисления в соединениях равна +2. Сера (S) в сульфидах имеет степень окисления -2. Заряд катиона бария $Ba^{2+}$ (+2) уравновешивается зарядом сульфид-аниона $S^{2-}$ (-2). Общий заряд соединения равен $+2 + (-2) = 0$. Формула сульфида бария BaS записана правильно.

3) MgCl₂

Магний (Mg) — элемент II группы, его постоянная степень окисления в соединениях равна +2. Хлор (Cl) как галоген в хлоридах имеет степень окисления -1. Для образования электронейтрального соединения необходим один ион магния $Mg^{2+}$ и два иона хлора $Cl^{-}$. Общий заряд соединения равен $+2 + 2 \cdot (-1) = 0$. Формула хлорида магния $MgCl_2$ записана правильно.

4) H₃PO₄

Это ортофосфорная кислота. В ней каждый атом водорода (H) имеет степень окисления +1, а кислотный остаток, фосфат-ион ($PO_4$), имеет суммарный заряд -3. Три катиона водорода $H^+$ (с общим зарядом $3 \cdot (+1) = +3$) компенсируют заряд одного фосфат-аниона $PO_4^{3-}$ (-3). Общий заряд молекулы равен $+3 + (-3) = 0$. Формула $H_3PO_4$ записана правильно.

Таким образом, единственной неверно составленной формулой является формула под номером 1.

Ответ: 1.