Страница 42 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Установите соответствие между солью и характеристикой этой соли.

СОЛЬ

А) карбонат кальция

Б) хлорид натрия

В) фосфат кальция

ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛИ

1) 0,9%-ный раствор соли в дистиллированной воде используется в медицине

2) соль называют «белой смертью», поэтому её лучше исключить из пищевого рациона

3) нерастворима в воде, основной материал костей

4) основная часть известняка, мела, мрамора

Для установления соответствия проанализируем каждую соль и предложенные характеристики.

А) карбонат кальция

Карбонат кальция, химическая формула которого $CaCO_3$, является основной составляющей многих горных пород и минералов. В частности, известняк, мел и мрамор практически полностью состоят из карбоната кальция. Эта соль нерастворима в воде. Следовательно, для карбоната кальция верна характеристика под номером 4.

Ответ: 4

Б) хлорид натрия

Хлорид натрия ($NaCl$) — это вещество, известное в быту как поваренная соль.

• Характеристика 1: 0,9%-ный водный раствор хлорида натрия, известный как физиологический раствор, широко применяется в медицине для инфузий, так как его осмотическое давление соответствует осмотическому давлению плазмы крови человека.
• Характеристика 2: Из-за негативного влияния избыточного потребления соли на здоровье (например, повышение артериального давления), поваренную соль (хлорид натрия) часто называют «белой смертью», наряду с сахаром.

Обе характеристики (1 и 2) относятся к хлориду натрия. Однако характеристика 1 описывает конкретное и уникальное медицинское применение раствора соли определённой концентрации, что является более точным и научным фактом. Характеристика 2 носит более бытовой, публицистический характер. В контексте подобных заданий обычно выбирается наиболее точное научное соответствие. Поэтому выбираем характеристику 1.

Ответ: 1

В) фосфат кальция

Фосфат кальция, химическая формула которого $Ca_3(PO_4)_2$, является основной неорганической (минеральной) составляющей костной ткани и зубов у позвоночных животных, включая человека. Это соединение нерастворимо в воде, что обеспечивает прочность и твёрдость скелета. Таким образом, для фосфата кальция подходит характеристика под номером 3.

Ответ: 3

11. Соль с бытовым названием «сода» нашла применение не только в промышленном производстве, но и в быту. Этот белый порошок хорошо очищает и дезинфицирует, что делает его незаменимым помощником в доме.

Напишите формулу и химическое название этого вещества.

Укажите отрасли промышленности, в которых его применяют.

Напишите формулу и химическое название этого вещества.

Решение

Вещество с бытовым названием «сода», которое широко применяется в быту для чистки, в качестве дезинфицирующего средства и в кулинарии, — это пищевая сода. С химической точки зрения это кислая соль, образованная катионом натрия и анионом угольной кислоты. Систематическое химическое название этого вещества — гидрокарбонат натрия (также используется тривиальное название бикарбонат натрия). Его химическая формула записывается как $NaHCO_3$.

Ответ: Химическая формула: $NaHCO_3$. Химическое название: гидрокарбонат натрия.

Укажите отрасли промышленности, в которых его применяют.

Решение

Гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$) благодаря своим свойствам нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. К основным сферам его использования относятся:

1. Пищевая промышленность: применяется в хлебопечении и кондитерском производстве как химический разрыхлитель (основной компонент пекарского порошка). Также используется в качестве регулятора кислотности и известен как пищевая добавка E500ii.

2. Химическая промышленность: используется для производства красителей, пенопластов, реагентов, а также в товарах бытовой химии (чистящие средства).

3. Легкая промышленность: применяется в производстве искусственной кожи и подошвенных резин, а также в текстильной промышленности для отделки шелковых и хлопчатобумажных тканей.

4. Медицина и фармацевтика: используется как антацидное средство для нейтрализации повышенной кислотности желудочного сока, а также входит в состав растворов для полоскания горла и носа.

5. Пожаротушение: является основным компонентом порошковых огнетушителей. При нагревании гидрокарбонат натрия разлагается с выделением углекислого газа ($CO_2$), который изолирует очаг возгорания от кислорода и прекращает горение.

Ответ: Гидрокарбонат натрия применяют в пищевой, химической, легкой промышленности, а также в медицине, фармацевтике и в системах пожаротушения.

1. Выберите неверное утверждение о водороде.

1) взрывоопасен

2) самый лёгкий из газов

3) газ без цвета и запаха

4) входит в состав воздуха

Для того чтобы выбрать неверное утверждение о водороде, необходимо проанализировать каждое из предложенных утверждений.

1) взрывоопасен

Это утверждение верно. Смесь водорода с кислородом в соотношении 2:1 по объёму называется гремучим газом. Эта смесь, а также смеси водорода с воздухом в широком диапазоне концентраций (примерно от 4% до 75% водорода), являются взрывоопасными. При поджигании происходит бурная реакция с выделением большого количества энергии: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$.

2) самый лёгкий из газов

Это утверждение верно. Молекула водорода ($H_2$) состоит из двух самых лёгких атомов, поэтому водород является самым лёгким из всех известных веществ в газообразном состоянии. Его молярная масса составляет приблизительно $2,016 \text{ г/моль}$, в то время как у следующего по лёгкости газа, гелия (He), она равна $4,003 \text{ г/моль}$.

3) газ без цвета и запаха

Это утверждение верно. При стандартных условиях водород — это газ, не имеющий ни цвета, ни запаха, ни вкуса. Это его основные физические свойства.

4) входит в состав воздуха

Это утверждение неверно. Основными компонентами сухого воздуха являются азот ($N_2$) — около 78%, и кислород ($O_2$) — около 21%. Также в состав воздуха входят аргон (Ar, ~0,9%), углекислый газ ($CO_2$, ~0,04%) и незначительные количества других газов. Водород ($H_2$) содержится в атмосфере в крайне малых, следовых количествах (около 0,00005%), поэтому его не принято считать постоянной составной частью воздуха. В рамках школьной программы и общего понимания состава воздуха это утверждение считается ложным.

Ответ: 4

2. Водород не применяют

1) для синтеза аммиака

2) для синтеза метана

3) для получения металлов из оксидов

4) в качестве топлива

Решение

Для того чтобы определить, в какой из перечисленных областей водород не применяют, необходимо проанализировать каждую из них.

1) для синтеза аммиака
Синтез аммиака ($NH_3$) из азота ($N_2$) и водорода ($H_2$) является одним из важнейших и крупнотоннажных промышленных процессов, известных как процесс Габера-Боша. Это основное промышленное применение водорода. Уравнение реакции:
$N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г)$
Следовательно, водород активно применяют для синтеза аммиака.

2) для синтеза метана
Синтез метана ($CH_4$) из водорода и оксида углерода(II) или (IV) возможен (реакция Сабатье) и используется в некоторых технологических процессах, например, для тонкой очистки синтез-газа от оксидов углерода или в технологиях преобразования и хранения энергии (Power-to-Gas).
$CO + 3H_2 \xrightarrow{Ni, t^\circ, p} CH_4 + H_2O$
Однако основным источником метана является природный газ, который добывается из месторождений. Промышленное производство метана путем синтеза из водорода не является основным способом его получения. Напротив, более распространен обратный процесс — получение водорода из метана путем паровой конверсии. Таким образом, по сравнению с другими вариантами, это наименее характерная область применения водорода.

3) для получения металлов из оксидов
Водород является сильным восстановителем при высоких температурах и используется в металлургии для восстановления (получения) металлов из их оксидов. Этот процесс называется водородотермией. Например, так получают вольфрам, молибден, медь.
$WO_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} W + 3H_2O$
Следовательно, водород применяют для получения металлов из оксидов.

4) в качестве топлива
Водород обладает очень высокой теплотой сгорания и является экологически чистым топливом, так как продуктом его горения в кислороде является только вода.
$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$
Он применяется как ракетное топливо, а также рассматривается как перспективное топливо для транспорта (в водородных топливных элементах) и энергетики. Следовательно, водород применяют в качестве топлива.

Таким образом, из всех перечисленных вариантов синтез метана является наименее типичным и масштабным применением водорода, так как основной источник метана — природные ископаемые, а не химический синтез.

Ответ: 2) для синтеза метана.

3. В лаборатории водород получают с помощью реактивов, формулы которых:

1) Ca и $H_2O$

2) Zn и $HCl$

3) C и $H_2O$

4) Cu и $H_2SO_4(\text{разб.})$

Решение

Для того чтобы определить, какие из предложенных реагентов используются для получения водорода в лаборатории, необходимо проанализировать возможность протекания каждой реакции и её пригодность для лабораторных условий (безопасность, скорость, доступность реагентов и простота оборудования).

1) Ca и H₂O

Кальций является активным щелочноземельным металлом и энергично реагирует с водой, вытесняя из неё водород. Уравнение реакции:
$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$
Эта реакция протекает очень бурно, с большим выделением тепла, что делает её трудноуправляемой и небезопасной для использования в качестве стандартного лабораторного метода получения водорода.

2) Zn и HCl

Цинк – металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Он реагирует с разбавленными кислотами (например, с соляной кислотой HCl) с выделением водорода. Уравнение реакции:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$
Эта реакция является классическим, наиболее распространённым и удобным способом получения водорода в лаборатории. Реакция протекает с контролируемой скоростью, не требует нагревания и легко осуществляется в простом приборе (например, в аппарате Киппа).

3) C и H₂O

Углерод реагирует с водой (в виде пара) при очень высокой температуре (порядка 1000 °C) с образованием смеси угарного газа и водорода, называемой "водяной газ". Уравнение реакции:
$C + H_2O \xrightarrow{t^{\circ}} CO + H_2$
Этот метод является промышленным способом получения водорода и не применяется в лабораторных условиях из-за необходимости использования сложного оборудования и высоких температур.

4) Cu и H₂SO₄(разб.)

Медь (Cu) в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после водорода. Это означает, что медь неактивна по отношению к кислотам-неокислителям, к которым относится разбавленная серная кислота, и не может вытеснить из неё водород.
$Cu + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow \text{реакция не идет}$
Следовательно, водород в этой реакции не выделяется. (Медь реагирует только с концентрированной серной кислотой, но при этом выделяется не водород, а диоксид серы $SO_2$).

Таким образом, единственным подходящим лабораторным методом получения водорода из предложенных является реакция цинка с соляной кислотой.

2) Zn и HCl