Страница 33 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Верным является утверждение:

1) в воздухе 78 % кислорода

2) воздух — это газообразное вещество

3) воздух — это смесь газов, содержащая два основных компонента: азот и кислород

4) воздух имеет постоянный состав

Для того чтобы выбрать верное утверждение, необходимо последовательно проанализировать каждый из предложенных вариантов.

1) в воздухе 78 % кислорода

Это утверждение является неверным. Основную часть воздуха, примерно 78%, составляет азот ($N_2$). Доля кислорода ($O_2$) в воздухе составляет около 21%.

2) воздух — это газообразное вещество

Это утверждение некорректно. Хотя воздух и находится в газообразном агрегатном состоянии, он не является одним веществом. Воздух — это смесь различных газов. В науке под термином "вещество" чаще всего понимают чистое вещество, имеющее постоянный состав и свойства, чем воздух не является.

3) воздух — это смесь газов, содержащая два основных компонента: азот и кислород

Это утверждение является верным. Воздух представляет собой природную смесь газов. Азот (около 78%) и кислород (около 21%) являются его главными составляющими, так как в сумме они образуют примерно 99% объема воздуха. Остальные газы (аргон, углекислый газ и др.) присутствуют в гораздо меньших количествах.

4) воздух имеет постоянный состав

Это утверждение является неверным. Состав воздуха не является строго постоянным. Он варьируется в зависимости от географического положения, высоты над уровнем моря и наличия загрязняющих веществ. Например, концентрация водяного пара (влажность) и углекислого газа может значительно изменяться.

Таким образом, единственным верным утверждением является утверждение под номером 3.

Ответ: 3

2. Из 200 л воздуха можно получить

1) 100 л кислорода

2) 78 л азота

3) 42 л кислорода

4) 100 л азота

Дано:

Объем воздуха $V_{возд.} = 200 \text{ л}$.

Объемная доля кислорода в воздухе $\phi(O_2) \approx 21\%$.

Объемная доля азота в воздухе $\phi(N_2) \approx 78\%$.

Найти:

Возможный объем кислорода или азота, который можно получить из данного объема воздуха.

Решение:

Воздух — это механическая смесь газов. Для решения задачи необходимо знать его примерный состав. По объему сухой воздух содержит примерно 78% азота ($N_2$), 21% кислорода ($O_2$) и около 1% других газов (аргон, углекислый газ и др.).

Согласно следствию из закона Авогадро, объемные доли газов в смеси равны их мольным долям. Чтобы найти объем компонента в газовой смеси, нужно умножить общий объем смеси на объемную долю этого компонента.

Рассчитаем объем кислорода ($V_{O_2}$), который можно теоретически выделить из 200 л воздуха:

$\phi(O_2) = 21\% = 0.21$

$V_{O_2} = V_{возд.} \times \phi(O_2) = 200 \text{ л} \times 0.21 = 42 \text{ л}$

Рассчитаем объем азота ($V_{N_2}$), который можно теоретически выделить из 200 л воздуха:

$\phi(N_2) = 78\% = 0.78$

$V_{N_2} = V_{возд.} \times \phi(N_2) = 200 \text{ л} \times 0.78 = 156 \text{ л}$

Теперь сравним полученные расчетные значения с вариантами ответов:

1) 100 л кислорода – неверно (расчетное значение 42 л).

2) 78 л азота – неверно (расчетное значение 156 л). В этом варианте объем ошибочно приравнен к процентному содержанию.

3) 42 л кислорода – верно, совпадает с нашим расчетом.

4) 100 л азота – неверно (расчетное значение 156 л).

Следовательно, единственный верный вариант ответа — третий.

Ответ: 3) 42 л кислорода.

3. Смешали 15 л азота и 5 л углекислого газа. Объёмная доля (%) каждого газа в смеси равна соответственно

1) 70 и 30

2) 67 и 33

3) 20 и 80

4) 75 и 25

Дано:

Объём азота ($V_{N_2}$) = 15 л

Объём углекислого газа ($V_{CO_2}$) = 5 л

Найти:

Объёмную долю азота ($\phi(N_2)$) в % - ?

Объёмную долю углекислого газа ($\phi(CO_2)$) в % - ?

Решение:

Объёмная доля газа ($\phi$) в смеси определяется как отношение объёма данного газа ($V_{газа}$) к общему объёму смеси ($V_{смеси}$), выраженное в процентах.

1. Сначала найдём общий объём газовой смеси. При смешивании газов, не вступающих в химическую реакцию, общий объём смеси равен сумме объёмов исходных газов (при одинаковых температуре и давлении).

$V_{смеси} = V_{N_2} + V_{CO_2}$

$V_{смеси} = 15 \text{ л} + 5 \text{ л} = 20 \text{ л}$

2. Теперь рассчитаем объёмную долю для каждого газа по формуле:

$\phi(\text{газ}) = \frac{V_{\text{газа}}}{V_{\text{смеси}}} \cdot 100\%$

3. Вычислим объёмную долю азота ($N_2$):

$\phi(N_2) = \frac{15 \text{ л}}{20 \text{ л}} \cdot 100\% = 0.75 \cdot 100\% = 75\%$

4. Вычислим объёмную долю углекислого газа ($CO_2$):

$\phi(CO_2) = \frac{5 \text{ л}}{20 \text{ л}} \cdot 100\% = 0.25 \cdot 100\% = 25\%$

Таким образом, объёмная доля азота в смеси составляет 75%, а углекислого газа – 25%. Этот результат соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ: 4) 75 и 25

4. Выберите утверждение, не относящееся к кислороду.

1) самый распространённый химический элемент в земной коре

2) в природе образуется в результате фотосинтеза

3) молекула состоит из трёх атомов

4) в связанном виде входит в состав гидросферы

Решение

Для того чтобы выбрать утверждение, которое не относится к кислороду, необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов.

1) самый распространенный химический элемент в земной коре
Это утверждение относится к химическому элементу кислороду (O). Кислород действительно является самым распространенным по массе химическим элементом в земной коре, составляя около 46.6%. Он входит в состав силикатов, оксидов и многих других минералов. Таким образом, это утверждение верно и характеризует кислород.

2) в природе образуется в результате фотосинтеза
Это утверждение относится к простому веществу кислороду, молекула которого имеет формулу $O_2$. В процессе фотосинтеза зеленые растения, водоросли и цианобактерии преобразуют углекислый газ и воду в глюкозу и кислород. Упрощенное уравнение реакции: $6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$. Следовательно, это утверждение верно.

3) молекула состоит из трёх атомов
Молекула, состоящая из трёх атомов кислорода, — это озон ($O_3$), который является аллотропной модификацией кислорода. Однако наиболее устойчивой и распространенной формой простого вещества кислорода является двухатомная молекула ($O_2$). В общем смысле под словом "кислород" понимают именно $O_2$. Поэтому данное утверждение описывает озон, а не кислород в его основной форме.

4) в связанном виде входит в состав гидросферы
Это утверждение относится к химическому элементу кислороду (O). Гидросфера — это водная оболочка Земли. Основное вещество гидросферы — вода, формула которой $H_2O$. Как видно из формулы, кислород в химически связанном состоянии является неотъемлемой частью воды, а значит и всей гидросферы. Это утверждение верно.

Таким образом, утверждение, которое не относится к кислороду в его наиболее распространенной форме ($O_2$), — это утверждение под номером 3, так как оно описывает озон ($O_3$).

Ответ: 3

5. В лабораторных условиях кислород получают

1) из воздуха

2) из известняка

3) из углекислого газа

4) из перманганата калия

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать каждый из предложенных способов получения кислорода и определить, какой из них является типичным для лабораторной практики.

1) из воздуха

Кислород получают из воздуха путем его сжижения и последующей фракционной перегонки (ректификации). Этот метод является основным в промышленности для получения больших объемов кислорода. Однако из-за высокой сложности и дороговизны оборудования он не применяется в обычных химических лабораториях.

2) из известняка

Известняк состоит преимущественно из карбоната кальция ($CaCO_3$). При нагревании известняк разлагается на оксид кальция ($CaO$) и углекислый газ ($CO_2$), но не на кислород. Уравнение реакции: $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2$. Следовательно, этот способ не подходит для получения кислорода.

3) из углекислого газа

Молекула углекислого газа ($CO_2$) очень стабильна. Разложение углекислого газа на кислород и углерод требует очень высоких температур или специальных катализаторов и является энергозатратным процессом. Этот метод не используется для получения кислорода в лаборатории.

4) из перманганата калия

Разложение перманганата калия ($KMnO_4$, в быту "марганцовка") при нагревании — это один из самых распространенных и классических лабораторных методов получения кислорода. Реакция протекает достаточно легко и безопасно при соблюдении правил. Уравнение реакции разложения:
$2KMnO_4 \text{(тв.)} \xrightarrow{t} K_2MnO_4 \text{(тв.)} + MnO_2 \text{(тв.)} + O_2 \text{(г.)} \uparrow$
Этот способ удобен, так как исходное вещество — твердое, а продукт — газ, который легко собрать.

Ответ: 4