Страница 26 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Нитрат серебра $\text{AgNO}_3$ (ляписный карандаш) используется для прижигания ран. Определите относительную молекулярную массу нитрата серебра и массовые доли элементов в нём (%).

Дано:

Вещество: нитрат серебра ($AgNO_3$).

Найти:

1. $M_r(AgNO_3)$ — относительную молекулярную массу нитрата серебра.
2. $\omega(Ag)$, $\omega(N)$, $\omega(O)$ — массовые доли элементов в $AgNO_3$ (в %).

Решение:

1. Определение относительной молекулярной массы нитрата серебра

Относительная молекулярная масса вещества ($M_r$) равна сумме относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в состав его формульной единицы. Для расчетов воспользуемся округленными значениями относительных атомных масс из Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева:

$A_r(Ag) = 108$;
$A_r(N) = 14$;
$A_r(O) = 16$.

Формульная единица нитрата серебра $AgNO_3$ состоит из одного атома серебра, одного атома азота и трех атомов кислорода.

$M_r(AgNO_3) = 1 \cdot A_r(Ag) + 1 \cdot A_r(N) + 3 \cdot A_r(O)$

$M_r(AgNO_3) = 1 \cdot 108 + 1 \cdot 14 + 3 \cdot 16 = 108 + 14 + 48 = 170$

Ответ: Относительная молекулярная масса нитрата серебра $M_r(AgNO_3)$ равна 170.

2. Определение массовых долей элементов в нитрате серебра (%)

Массовая доля элемента ($\omega$) в веществе вычисляется по общей формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в формульной единице.

Рассчитаем массовые доли для каждого элемента в $AgNO_3$:

а) Массовая доля серебра (Ag):
$\omega(Ag) = \frac{1 \cdot 108}{170} \cdot 100\% \approx 63.53\%$

б) Массовая доля азота (N):
$\omega(N) = \frac{1 \cdot 14}{170} \cdot 100\% \approx 8.24\%$

в) Массовая доля кислорода (O):
$\omega(O) = \frac{3 \cdot 16}{170} \cdot 100\% = \frac{48}{170} \cdot 100\% \approx 28.24\%$

Проверка: $63.53\% + 8.24\% + 28.24\% = 100.01\%$. Небольшое расхождение с 100% обусловлено округлением результатов вычислений.

Ответ: Массовые доли элементов в нитрате серебра составляют: $\omega(Ag) \approx 63.53\%$, $\omega(N) \approx 8.24\%$, $\omega(O) \approx 28.24\%$.

1. Верны ли утверждения?

А. В химических реакциях образуются новые вещества.

Б. Обязательное условие протекания химической реакции — нагревание реагирующих веществ.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

3) оба утверждения неверны

Решение:

Проанализируем каждое из предложенных утверждений.

А. В химических реакциях образуются новые вещества.

Это утверждение является фундаментальным определением химической реакции. Химическая реакция — это процесс превращения одних веществ, называемых реагентами, в другие вещества, называемые продуктами, которые отличаются от исходных по своему составу и свойствам. В ходе реакции происходит перегруппировка атомов, разрыв старых химических связей и образование новых. Например, при взаимодействии железа ($Fe$) с серой ($S$) при нагревании образуется сульфид железа(II) ($FeS$) — новое вещество с новыми свойствами, отличное от свойств железа и серы. Таким образом, утверждение А верно.

Б. Обязательное условие протекания химической реакции — нагревание реагирующих веществ.

Это утверждение неверно. Хотя многие реакции действительно требуют нагревания для их начала (чтобы сообщить частицам энергию активации), это условие не является обязательным для всех реакций. Существует множество химических реакций, протекающих при комнатной температуре или даже при охлаждении. Например: • реакция нейтрализации между кислотой и основанием (например, $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$) протекает самопроизвольно при смешивании растворов; • взаимодействие активных металлов, таких как натрий, с водой ($2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$) происходит очень бурно без какого-либо нагревания; • существуют реакции, инициируемые другими факторами, например, светом (фотохимические реакции) или электрическим током (электролиз). Следовательно, нагревание не является универсальным и обязательным условием для протекания химической реакции. Утверждение Б неверно.

Поскольку верным является только утверждение А, а утверждение Б — неверно, правильный вариант ответа — 1.

Ответ: 1

2. Сумма коэффициентов в уравнении реакции, схема которой

$Al + Br_2 \rightarrow AlBr_3$

равна

1) 5

2) 7

3) 9

4) 6

Решение

Для того чтобы найти сумму коэффициентов, необходимо расставить их в предложенной схеме химической реакции, то есть уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения.

Исходная схема реакции:

$Al + Br_2 \rightarrow AlBr_3$

1. Начнем с уравнивания атомов брома (Br). В левой части уравнения (реагенты) находится 2 атома брома, а в правой (продукты) — 3 атома. Наименьшее общее кратное для чисел 2 и 3 равно 6. Чтобы получить по 6 атомов брома в обеих частях, поставим коэффициент 3 перед $Br_2$ и коэффициент 2 перед $AlBr_3$:

$Al + 3Br_2 \rightarrow 2AlBr_3$

2. Теперь посмотрим на атомы алюминия (Al). После уравнивания брома в правой части уравнения стало 2 атома алюминия. Чтобы сбалансировать их количество, поставим коэффициент 2 перед $Al$ в левой части:

$2Al + 3Br_2 \rightarrow 2AlBr_3$

3. Проверим, сбалансировано ли уравнение:
- Атомы Al: слева 2, справа 2.
- Атомы Br: слева $3 \times 2 = 6$, справа $2 \times 3 = 6$.
Количество атомов каждого элемента в левой и правой частях одинаково, следовательно, уравнение сбалансировано.

4. Найдем сумму всех коэффициентов в полученном уравнении. Коэффициенты перед веществами: 2 (у Al), 3 (у $Br_2$) и 2 (у $AlBr_3$).

Сумма коэффициентов = $2 + 3 + 2 = 7$.

Ответ: 7.

3. Неправильно расставлены коэффициенты в уравнении реакции

1) $2K + Cl_2 = 2KCl$

2) $2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + H_2O$

3) $2Mg + TiCl_4 = 2MgCl_2 + Ti$

4) $2HgO = 2Hg + O_2\uparrow$

Для того чтобы определить, в каком уравнении реакции коэффициенты расставлены неправильно, необходимо проверить баланс атомов каждого элемента в левой и правой частях каждого уравнения, основываясь на законе сохранения массы веществ.

1) $2K + Cl_2 = 2KCl$

Проверим количество атомов каждого элемента до и после реакции:
В левой части (реагенты):
- Калий (K): 2 атома
- Хлор (Cl): 2 атома
В правой части (продукты):
- Калий (K): 2 атома (в 2 формульных единицах KCl)
- Хлор (Cl): 2 атома (в 2 формульных единицах KCl)
Количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково.
Ответ: коэффициенты расставлены правильно.

2) $2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + H_2O$

Проверим количество атомов каждого элемента до и после реакции:
В левой части (реагенты):
- Калий (K): 2 атома
- Кислород (O): $2 \cdot 1 + 4 = 6$ атомов
- Водород (H): $2 \cdot 1 + 2 = 4$ атома
- Сера (S): 1 атом
В правой части (продукты):
- Калий (K): 2 атома
- Сера (S): 1 атом
- Кислород (O): $4 + 1 = 5$ атомов
- Водород (H): 2 атома
Количество атомов водорода (4 слева, 2 справа) и кислорода (6 слева, 5 справа) не совпадает. Следовательно, уравнение не сбалансировано.
Для баланса необходимо поставить коэффициент 2 перед молекулой воды ($H_2O$) в продуктах. Правильно записанное уравнение реакции: $2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2H_2O$.
При такой расстановке коэффициентов число атомов водорода и кислорода в правой части становится равным 4 и 6 соответственно, и баланс достигается.
Ответ: коэффициенты расставлены неправильно.

3) $2Mg + TiCl_4 = 2MgCl_2 + Ti$

Проверим количество атомов каждого элемента до и после реакции:
В левой части (реагенты):
- Магний (Mg): 2 атома
- Титан (Ti): 1 атом
- Хлор (Cl): 4 атома
В правой части (продукты):
- Магний (Mg): 2 атома
- Хлор (Cl): $2 \cdot 2 = 4$ атома
- Титан (Ti): 1 атом
Количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково.
Ответ: коэффициенты расставлены правильно.

4) $2HgO = 2Hg + O_2$

Проверим количество атомов каждого элемента до и после реакции:
В левой части (реагенты):
- Ртуть (Hg): 2 атома
- Кислород (O): 2 атома
В правой части (продукты):
- Ртуть (Hg): 2 атома
- Кислород (O): 2 атома
Количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково.
Ответ: коэффициенты расставлены правильно.

4. Выберите схему, в которой не нужно расставлять коэффициенты при написании уравнения реакции.

1) $CuCl_2 + KOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + KCl$

2) $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

3) $Li + S \rightarrow Li_2S$

4) $C + SiO_2 \rightarrow Si + CO \uparrow$

Чтобы выбрать схему, в которой не нужно расставлять коэффициенты, необходимо для каждой реакции проверить, выполняется ли закон сохранения массы. Это означает, что количество атомов каждого элемента в левой части (реагенты) должно быть равно количеству атомов этого же элемента в правой части (продукты).

1) $CuCl_2 + KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + KCl$

Подсчитаем атомы в левой и правой частях схемы.
Слева: 1 атом меди (Cu), 2 атома хлора (Cl), 1 атом калия (K), 1 атом кислорода (O) и 1 атом водорода (H).
Справа: 1 атом меди (Cu), 1 атом хлора (Cl), 1 атом калия (K), 2 атома кислорода (O) и 2 атома водорода (H).
Количество атомов хлора, кислорода и водорода не совпадает. Следовательно, в этой схеме нужно расставлять коэффициенты. Уравнение реакции: $CuCl_2 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2KCl$.

2) $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

Подсчитаем атомы в левой и правой частях схемы.
Слева: 1 атом магния (Mg), 1+4=5 атомов кислорода (O), 2 атома водорода (H) и 1 атом серы (S).
Справа: 1 атом магния (Mg), 4+1=5 атомов кислорода (O), 2 атома водорода (H) и 1 атом серы (S).
Количество атомов всех элементов слева и справа одинаково. Эта схема является уравнением, и расстановка коэффициентов не требуется.

3) $Li + S \rightarrow Li_2S$

Подсчитаем атомы в левой и правой частях схемы.
Слева: 1 атом лития (Li) и 1 атом серы (S).
Справа: 2 атома лития (Li) и 1 атом серы (S).
Количество атомов лития не совпадает. Следовательно, в этой схеме нужно расставлять коэффициенты. Уравнение реакции: $2Li + S \rightarrow Li_2S$.

4) $C + SiO_2 \rightarrow Si + CO\uparrow$

Подсчитаем атомы в левой и правой частях схемы.
Слева: 1 атом углерода (C), 1 атом кремния (Si) и 2 атома кислорода (O).
Справа: 1 атом углерода (C), 1 атом кремния (Si) и 1 атом кислорода (O).
Количество атомов кислорода не совпадает. Следовательно, в этой схеме нужно расставлять коэффициенты. Уравнение реакции: $2C + SiO_2 \rightarrow Si + 2CO\uparrow$.

Таким образом, единственная схема реакции, которая не требует расстановки коэффициентов, — это схема под номером 2.

Ответ: 2

5. Сложное вещество может участвовать в реакции

1) разложения

2) обмена

3) соединения

4) все ответы верны

Решение

Проанализируем каждый тип химической реакции, чтобы определить, может ли в нем участвовать сложное вещество (вещество, состоящее из атомов разных химических элементов).

1) разложения

Реакция разложения — это процесс, в котором из одного сложного вещества образуется два или более новых веществ (простых или сложных). По определению, в реакцию разложения вступает именно сложное вещество.

Например, разложение воды под действием электрического тока:

$2H_2O \xrightarrow{электрический~ток} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

В этой реакции вода ($H_2O$) является сложным веществом.

2) обмена

Реакция обмена — это реакция между двумя сложными веществами, которые обмениваются своими составными частями. Таким образом, сложные вещества являются обязательными участниками реакций обмена.

Например, реакция между нитратом серебра и хлоридом натрия:

$AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3$

Здесь нитрат серебра ($AgNO_3$) и хлорид натрия ($NaCl$) — сложные вещества.

3) соединения

Реакция соединения — это процесс, в котором из нескольких веществ (простых или сложных) образуется одно более сложное вещество. Сложное вещество может выступать в качестве одного из исходных реагентов.

Например, реакция оксида серы(VI) с водой:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

В этой реакции оксид серы(VI) ($SO_3$) и вода ($H_2O$) — сложные вещества.

Из приведенных примеров видно, что сложное вещество может участвовать в реакциях разложения, обмена и соединения. Следовательно, все утверждения верны.

Ответ: 4) все ответы верны

6. Взаимодействие фосфора с кислородом — это реакция

1) обмена

2) экзотермическая

3) каталитическая

4) эндотермическая

Решение

Взаимодействие фосфора с кислородом — это реакция горения (окисления). В зависимости от условий (количества кислорода) могут образовываться разные оксиды фосфора. При избытке кислорода реакция идет по следующему уравнению:

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Проанализируем предложенные варианты классификации этой реакции:

1) Реакция обмена. В реакцию обмена вступают два сложных вещества, которые обмениваются своими составными частями. В нашем случае два простых вещества (фосфор и кислород) соединяются в одно сложное (оксид фосфора(V)). Это реакция соединения, а не обмена. Поэтому данный вариант неверный.

2) Экзотермическая реакция. Экзотермическими называют реакции, протекающие с выделением тепла в окружающую среду. Горение фосфора — это очень бурный процесс, который сопровождается выделением большого количества тепла и света. Следовательно, эта реакция является экзотермической. Данный вариант верный.

3) Каталитическая реакция. Каталитическими называют реакции, скорость которых увеличивается при добавлении катализатора. Реакция горения фосфора не требует наличия катализатора. Она начинается при нагревании (а белый фосфор способен самовоспламеняться на воздухе). Поэтому данный вариант неверный.

4) Эндотермическая реакция. Эндотермическими называют реакции, протекающие с поглощением тепла из окружающей среды. Поскольку реакция горения фосфора выделяет тепло, она не может быть эндотермической. Поэтому данный вариант неверный.

Таким образом, взаимодействие фосфора с кислородом является экзотермической реакцией.

Ответ: 2