Страница 39 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. Выберите неверное утверждение.

1) кислород немного растворим в воде

2) в кислороде могут гореть и металлы, и неметаллы

3) кислород в связанном виде входит в состав литосферы

4) кислород непосредственно вступает в реакцию с золотом

Для того чтобы выбрать неверное утверждение, необходимо последовательно проанализировать каждое из них с точки зрения химических свойств кислорода и его соединений.

1) кислород немного растворим в воде
Это утверждение является верным. Хотя растворимость кислорода в воде невелика, она имеет фундаментальное значение для поддержания жизни в водных экосистемах. Растворенный в воде кислород используется для дыхания рыб и других водных организмов. Например, при температуре $20^\circ C$ и давлении 1 атмосфера в 1 литре воды растворяется около 9 мг кислорода.
Ответ: Утверждение верное.

2) в кислороде могут гореть и металлы, и неметаллы
Это утверждение также является верным. Кислород — это сильный окислитель, который активно поддерживает горение. В атмосфере чистого кислорода многие вещества, которые не горят или медленно окисляются на воздухе, сгорают очень интенсивно. Примерами могут служить горение неметалла углерода ($C + O_2 \rightarrow CO_2$), фосфора ($4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$), а также активных металлов, таких как магний ($2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$), и даже менее активных, как железо ($3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t} Fe_3O_4$).
Ответ: Утверждение верное.

3) кислород в связанном виде входит в состав литосферы
Это утверждение является верным. Кислород — самый распространенный химический элемент в земной коре (литосфере), его массовая доля составляет около 47%. Он входит в состав огромного количества минералов, в первую очередь силикатов (например, кварц $SiO_2$, полевые шпаты) и оксидов (например, гематит $Fe_2O_3$, корунд $Al_2O_3$), которые являются основой горных пород.
Ответ: Утверждение верное.

4) кислород непосредственно вступает в реакцию с золотом
Это утверждение является неверным. Золото ($Au$) относится к благородным металлам, которые характеризуются очень низкой химической активностью. Оно не окисляется кислородом ни при комнатной температуре, ни при сильном нагревании. Именно благодаря этой инертности золото не тускнеет и сохраняет свой блеск. Окисление золота возможно, но не при непосредственном контакте с кислородом в обычных условиях, а в присутствии сильных комплексообразующих реагентов (например, цианидов) или в очень жестких условиях, не являющихся "непосредственной реакцией".
Ответ: Утверждение неверное.

Таким образом, единственное неверное утверждение из предложенных — это утверждение под номером 4.

5. В промышленности кислород получают

1) перегонкой жидкого воздуха

2) разложением известняка

3) разложением воды

4) разложением пероксида водорода

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать каждый предложенный способ получения кислорода с точки зрения его применения в промышленности.

Этот метод, также известный как криогенная ректификация воздуха, является основным промышленным способом получения кислорода. Процесс основан на сжижении воздуха путем его глубокого охлаждения и последующем разделении на фракции в ректификационной колонне. Так как температура кипения жидкого азота ($t_{кип}(N_2) = -195.8^\circ C$) ниже температуры кипения жидкого кислорода ($t_{кип}(O_2) = -183^\circ C$), азот испаряется первым, а оставшаяся жидкость обогащается кислородом. Данный способ является наиболее экономически эффективным для производства кислорода в больших объемах.

Ответ: Да, это основной промышленный способ получения кислорода.

Известняк — это осадочная порода, основным компонентом которой является карбонат кальция ($CaCO_3$). При нагревании (обжиге) известняк разлагается на оксид кальция ($CaO$) и углекислый газ ($CO_2$), но не на кислород. Уравнение химической реакции: $CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2$. Таким образом, данный процесс не используется для получения кислорода.

Ответ: Нет, этим способом кислород не получают.

Кислород можно получить путем электролиза воды — разложения молекул воды на водород и кислород под действием электрического тока. Уравнение реакции: $2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$. Этот метод позволяет получать кислород очень высокой чистоты, но он является чрезвычайно энергозатратным. Из-за высокой стоимости электроэнергии он не используется для крупномасштабного промышленного производства кислорода и применяется лишь в специфических областях (например, на подводных лодках или космических станциях).

Ответ: Нет, это не основной промышленный способ из-за его высокой стоимости.

Разложение пероксида водорода ($H_2O_2$) на воду и кислород — это распространенный лабораторный метод получения кислорода. Реакция протекает по уравнению $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\uparrow$ и часто катализируется оксидом марганца(IV) ($MnO_2$). Для промышленных масштабов этот метод не подходит из-за высокой стоимости исходного вещества — пероксида водорода.

Ответ: Нет, это лабораторный, а не основной промышленный способ получения кислорода.

6. Укажите рисунки, на которых изображены приборы для лабораторного собирания кислорода.

1) А, Б

2) Б, В, Г

3) А, В

4) Б, Г

Для того чтобы определить, какие установки подходят для лабораторного собирания кислорода, необходимо учесть его физические свойства. Кислород ($O_2$) — это газ, который немного тяжелее воздуха и малорастворим в воде.

1. Сравнение плотности с воздухом: Молярная масса кислорода $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль. Средняя молярная масса воздуха, состоящего в основном из азота ($M(N_2) = 28$ г/моль) и кислорода, составляет приблизительно 29 г/моль. Так как $32 \text{ г/моль} > 29 \text{ г/моль}$, кислород тяжелее воздуха. Поэтому его можно собирать методом вытеснения воздуха, располагая сосуд-приёмник отверстием вверх.

2. Растворимость в воде: Кислород плохо растворяется в воде, поэтому его также можно собирать методом вытеснения воды.

Проанализируем каждую из представленных установок:

Рисунок А: Показан метод собирания газа путём вытеснения воздуха, но сосуд-приёмник перевёрнут дном вверх. Этот метод используется для сбора газов, которые легче воздуха (например, водорода или аммиака). Для кислорода он не подходит.

Рисунок Б: Показан метод собирания газа путём вытеснения воздуха. Сосуд-приёмник стоит прямо (отверстием вверх), а газоотводная трубка опущена почти на дно. Газ, будучи тяжелее воздуха, будет заполнять пробирку снизу, вытесняя воздух вверх. Этот метод подходит для сбора кислорода.

Рисунок В: Как и на рисунке А, сосуд-приёмник перевёрнут, что предназначено для сбора газов легче воздуха. Этот метод для кислорода не подходит.

Рисунок Г: Показан метод собирания газа путём вытеснения воды. Газ по трубке подаётся в заполненную водой и перевёрнутую пробирку, вытесняя из неё воду. Так как кислород малорастворим в воде, этот метод является правильным для его сбора.

Таким образом, для лабораторного собирания кислорода подходят установки, изображённые на рисунках Б и Г.

Ответ: 4) Б, Г.

7. Химическая реакция, уравнение которой $2\text{Mg} + \text{O}_2 = 2\text{MgO}$, — это реакция

1) соединения, эндотермическая

2) разложения, экзотермическая

3) соединения, экзотермическая

4) горения, эндотермическая

Решение

Для того чтобы классифицировать химическую реакцию, уравнение которой $2Mg + O_2 = 2MgO$, необходимо определить ее тип по составу реагентов и продуктов, а также по тепловому эффекту.

1. Классификация по составу.
В данной реакции два исходных вещества (простое вещество магний $Mg$ и простое вещество кислород $O_2$) вступают во взаимодействие, в результате чего образуется одно новое, более сложное вещество (оксид магния $MgO$). Реакции, при которых из двух или более простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество, называются реакциями соединения.

2. Классификация по тепловому эффекту.
Реакция взаимодействия магния с кислородом является реакцией горения. Горение магния происходит с выделением значительного количества теплоты и света (ослепительная белая вспышка). Реакции, протекающие с выделением теплоты в окружающую среду, называются экзотермическими (от греч. «экзо» – наружу).

Таким образом, данная реакция является одновременно реакцией соединения и экзотермической реакцией.

Проанализируем предложенные варианты ответа:
1) соединения, эндотермическая – неверно, так как реакция экзотермическая.
2) разложения, экзотермическая – неверно, так как это реакция соединения.
3) соединения, экзотермическая – верно, так как реакция является и реакцией соединения, и экзотермической.
4) горения, эндотермическая – неверно. Хотя это и реакция горения, все реакции горения являются экзотермическими, а не эндотермическими.

Ответ: 3) соединения, экзотермическая

8. К оксидам относятся оба вещества, формулы которых:

1) $CaO$ и $PCl_5$

2) $CO_2$ и $Al_2S_3$

3) $H_2O$ и $Na_2O$

4) $CH_4$ и $HNO_3$

Решение

Оксиды — это бинарные соединения, то есть сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород в степени окисления -2. Проанализируем каждую из предложенных пар веществ:

1) В паре $CaO$ и $PCl_5$: оксид кальция ($CaO$) является оксидом, так как состоит из атомов кальция и кислорода. Однако пентахлорид фосфора ($PCl_5$) является хлоридом, так как в его состав входят фосфор и хлор. Следовательно, эта пара не подходит.

2) В паре $CO_2$ и $Al_2S_3$: диоксид углерода ($CO_2$) является оксидом, так как состоит из атомов углерода и кислорода. Однако сульфид алюминия ($Al_2S_3$) является сульфидом, так как состоит из атомов алюминия и серы. Эта пара также не подходит.

3) В паре $H_2O$ и $Na_2O$: оба вещества являются оксидами. Вода ($H_2O$) — это оксид водорода, бинарное соединение водорода и кислорода. Оксид натрия ($Na_2O$) — бинарное соединение натрия и кислорода. Оба вещества полностью соответствуют определению оксидов. Эта пара является правильным ответом.

4) В паре $CH_4$ и $HNO_3$: метан ($CH_4$) — это углеводород, соединение углерода и водорода. Азотная кислота ($HNO_3$) — это кислородсодержащая кислота, состоящая из трёх элементов (водород, азот и кислород), а не бинарное соединение. Таким образом, ни одно из веществ в этой паре не является оксидом.

Ответ: 3

9. К оксидам неметаллов относятся вещества, формулы которых:

1) $H_2O$

2) $Al_2O_3$

3) $H_2S$

4) $SO_3$

5) $K_2O$

Оксиды неметаллов — это сложные вещества, которые состоят из двух химических элементов, одним из которых является неметалл, а другим — кислород. Проанализируем каждое из предложенных веществ.

1) $H_2O$. Это вещество, вода или оксид водорода, состоит из атомов водорода (H) и кислорода (O). Водород является неметаллом. Следовательно, $H_2O$ — это оксид неметалла. Ответ: относится к оксидам неметаллов.

2) $Al_2O_3$. Это вещество, оксид алюминия, состоит из атомов алюминия (Al) и кислорода (O). Алюминий — это металл. Следовательно, $Al_2O_3$ — это оксид металла. Ответ: не относится к оксидам неметаллов.

3) $H_2S$. Это вещество, сероводород, состоит из атомов водорода (H) и серы (S). В его составе отсутствует кислород, поэтому данное соединение не является оксидом. Ответ: не относится к оксидам неметаллов.

4) $SO_3$. Это вещество, оксид серы(VI), состоит из атомов серы (S) и кислорода (O). Сера является неметаллом. Следовательно, $SO_3$ — это оксид неметалла. Ответ: относится к оксидам неметаллов.

5) $K_2O$. Это вещество, оксид калия, состоит из атомов калия (K) и кислорода (O). Калий — это металл. Следовательно, $K_2O$ — это оксид металла. Ответ: не относится к оксидам неметаллов.