Страница 46 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Установите соответствие между солью и характеристикой этой соли.

СОЛЬ

А) фосфат кальция

Б) карбонат кальция

В) хлорид натрия

ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛИ

1) входит в состав раковин моллюсков, панцирей морских ежей

2) не встречается в природе

3) её называют поваренной (пищевой, столовой)

4) в земной коре входит в состав минерала апатита

А) Фосфат кальция, химическая формула которого $Ca_3(PO_4)_2$, является основной неорганической составляющей костей и зубов позвоночных. В земной коре он входит в состав фосфатных минералов, важнейшим из которых является апатит. Апатиты — это группа минералов, являющихся фосфатами кальция с различными дополнительными анионами, и они служат основным промышленным источником фосфора.
Ответ: 4

Б) Карбонат кальция ($CaCO_3$) — очень распространенное в природе вещество. Он является главным компонентом таких пород, как известняк, мел и мрамор. Кроме того, карбонат кальция формирует экзоскелеты многих живых организмов, включая раковины моллюсков, коралловые полипы и панцири морских ежей.
Ответ: 1

В) Хлорид натрия ($NaCl$) — это вещество, которое в быту и пищевой промышленности известно под названием поваренная соль (а также пищевая или столовая соль). Это важнейшая пищевая добавка, используемая человеком с древнейших времен для придания вкуса пище и для консервации продуктов.
Ответ: 3

11. Нитраты натрия, калия и кальция, называемые также селитрами, используются в качестве удобрений. Напишите формулы этих веществ и укажите другие области их применения.

Решение

Нитраты натрия, калия и кальция, также известные как селитры, являются солями, образованными катионами соответствующих металлов и нитрат-анионом ($NO_3^-$).

Формулы этих веществ

Химические формулы солей составляются исходя из принципа электронейтральности, то есть суммарный заряд катионов должен быть равен суммарному заряду анионов.

• Нитрат натрия (натриевая или чилийская селитра). Ион натрия имеет заряд $Na^+$, нитрат-ион — $NO_3^-$. Заряды уравновешивают друг друга, поэтому формула — $NaNO_3$.

• Нитрат калия (калийная или индийская селитра). Ион калия имеет заряд $K^+$, нитрат-ион — $NO_3^-$. Формула — $KNO_3$.

• Нитрат кальция (кальциевая или норвежская селитра). Ион кальция имеет заряд $Ca^{2+}$. Для компенсации этого заряда требуются два нитрат-иона ($NO_3^-$). Формула — $Ca(NO_3)_2$.

Другие области их применения

Кроме основной роли в качестве азотных удобрений, эти вещества имеют множество других применений.

• Нитрат натрия ($NaNO_3$):
  — Пищевая промышленность: как консервант E251 для мясных и рыбных продуктов.
  — Стекольная промышленность: для осветления стекла и ускорения его варки.
  — Металлургия: компонент составов для травления металлов и закалочных ванн.
  — Химическая промышленность: сырье для производства азотной кислоты и других нитратов.
  — Производство взрывчатых веществ: компонент некоторых промышленных взрывчатых смесей и ракетного топлива.

• Нитрат калия ($KNO_3$):
  — Производство пороха и пиротехники: исторически и по сей день является важнейшим окислителем в составе дымного (черного) пороха и многих пиротехнических смесей для фейерверков.
  — Пищевая промышленность: консервант E252, используется при переработке мяса.
  — Стекольная промышленность: для производства оптического и других специальных видов стекла.
  — Медицина: входит в состав зубных паст для снижения чувствительности эмали.

• Нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$):
  — Строительство: в качестве комплексной добавки в бетон для ускорения схватывания, повышения прочности и как противоморозный компонент.
  — Химическая промышленность: как коагулянт при производстве латекса.
  — Экология: для очистки сточных вод от сероводорода.
  — Холодильная техника: компонент некоторых охлаждающих рассолов.

Ответ: Формулы: нитрат натрия — $NaNO_3$, нитрат калия — $KNO_3$, нитрат кальция — $Ca(NO_3)_2$. Другие области применения: пищевая промышленность (консерванты), производство пороха и пиротехники ($KNO_3$), стекольная промышленность, металлургия, строительство (противоморозная добавка в бетон $Ca(NO_3)_2$), медицина (компонент зубных паст $KNO_3$), очистка сточных вод ($Ca(NO_3)_2$).

1. Выберите неверное утверждение о водороде.

1) входит в состав воды

2) самый лёгкий газ

3) не взаимодействует с кислородом

4) входит в состав органических веществ

Чтобы найти неверное утверждение о водороде, необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов.

1) входит в состав воды

Данное утверждение является верным. Химическая формула воды — $H_2O$. Это означает, что каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Следовательно, водород является ключевым компонентом воды.

2) самый лёгкий газ

Это утверждение также верно. Водород — первый элемент в периодической таблице Менделеева, он имеет самую низкую атомную массу. В виде простого вещества водород существует в форме двухатомных молекул $H_2$. Газообразный водород $H_2$ имеет наименьшую плотность и молярную массу (приблизительно $2,016$ г/моль) среди всех газов.

3) не взаимодействует с кислородом

Это утверждение является неверным. Водород активно реагирует с кислородом. Эта реакция горения является сильно экзотермической, то есть протекает с выделением большого количества тепла и света, и приводит к образованию воды. Уравнение реакции: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$. Смесь водорода с кислородом в соотношении 2:1 по объему называется "гремучим газом" из-за её взрывоопасности.

4) входит в состав органических веществ

Это утверждение верно. Органические вещества по определению являются соединениями углерода. Водород — второй по значимости элемент в органической химии, он входит в состав подавляющего большинства органических соединений, включая углеводороды (например, метан $CH_4$), спирты, углеводы (например, глюкоза $C_6H_{12}O_6$), белки, жиры и нуклеиновые кислоты.

Таким образом, единственным неверным утверждением является то, что водород не взаимодействует с кислородом.

Ответ: 3

2. Выберите уравнение реакции, иллюстрирующей применение водорода.

1) $C + 2H_2 = CH_4\uparrow$

2) $3H_2 + WO_3 = W + 3H_2O$

3) $C + H_2O = CO + H_2\uparrow$

4) $2H_2 + O_2 = 2H_2O$

Для выбора правильного уравнения необходимо проанализировать каждую реакцию с точки зрения практического применения водорода ($H_2$). Применение вещества означает его использование в качестве исходного реагента для достижения какой-либо цели (производство другого вещества, получение энергии и т.д.).

1) $C + 2H_2 = CH_4\uparrow$

Эта реакция показывает синтез метана из углерода и водорода. Водород здесь используется как реагент для получения другого химического соединения — метана. Это является примером применения водорода в химической промышленности, в частности, для производства синтетического газа.

2) $3H_2 + WO_3 = W + 3H_2O$

В этой реакции водород используется для восстановления вольфрама из его оксида ($WO_3$). Этот процесс является основой водородной металлургии — важного промышленного метода получения чистых тугоплавких металлов (таких как вольфрам, молибден). Водород выступает в роли сильного восстановителя. Это классический и очень важный пример промышленного применения водорода.

3) $C + H_2O = CO + H_2\uparrow$

В данном уравнении водород ($H_2$) является продуктом реакции, а не исходным веществом. Эта реакция (паровая конверсия угля) иллюстрирует один из промышленных способов получения водорода, а не его применения.

4) $2H_2 + O_2 = 2H_2O$

Это реакция горения водорода, которая высвобождает большое количество энергии. Она иллюстрирует применение водорода в качестве экологически чистого топлива, например, в двигателях ракет или в топливных элементах для выработки электроэнергии.

Вывод:

Реакции 1, 2 и 4 иллюстрируют применение водорода, тогда как реакция 3 — его получение. Из всех вариантов применения, реакция восстановления металлов из оксидов (пункт 2) является одним из наиболее характерных и специфических примеров использования химических свойств водорода (как восстановителя) в промышленности. Это фундаментальный процесс в металлургии, который часто приводят в качестве основного примера применения водорода.

Ответ: 2

3. Получение водорода взаимодействием цинка и соляной кислоты — это реакция

1) замещения

2) разложения

3) соединения

4) обмена

Решение

Для определения типа реакции необходимо записать ее уравнение. Взаимодействие цинка (простое вещество, металл) с соляной кислотой (сложное вещество, кислота) приводит к образованию соли хлорида цинка и выделению газообразного водорода.

Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

Проанализируем данную реакцию:

Атомы простого вещества (цинка $Zn$) замещают атомы одного из элементов (водорода $H$) в сложном веществе (соляной кислоте $HCl$). В результате образуется новое сложное вещество (хлорид цинка $ZnCl_2$) и новое простое вещество (водород $H_2$).

Такой тип химических реакций, при котором атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в составе сложного вещества, называется реакцией замещения.

Рассмотрим другие варианты:

• Реакция разложения — это реакция, в которой из одного сложного вещества образуется несколько более простых веществ. Здесь же в реакцию вступают два вещества.
• Реакция соединения — это реакция, в которой из двух или более простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество. Здесь же образуется два продукта.
• Реакция обмена — это реакция, в которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Здесь же одним из реагентов является простое вещество (цинк).

Таким образом, получение водорода взаимодействием цинка и соляной кислоты является реакцией замещения.

Ответ: 1) замещения

4. Верны ли утверждения?

А. Водород распознают по характерному хлопку при поджигании.

Б. Водород собирают вытеснением воздуха из перевёрнутого вверх дном сосуда.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

А. Водород распознают по характерному хлопку при поджигании.

Данное утверждение является верным. Качественной реакцией для обнаружения водорода служит его поджигание. Если к отверстию сосуда с чистым водородом поднести горящую лучинку, газ сгорает спокойно и почти бесшумно. Однако, если водород смешан с воздухом (или кислородом), то при поджигании происходит быстрая реакция, сопровождающаяся характерным резким звуком, похожим на хлопок или "лающий" звук. Такая смесь называется гремучим газом. В лабораторной практике именно этот хлопок является подтверждением наличия водорода. Химическое уравнение реакции горения водорода: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$.

Ответ: утверждение А верно.

Б. Водород собирают вытеснением воздуха из перевёрнутого вверх дном сосуда.

Данное утверждение также является верным. Водород ($H_2$) — самый лёгкий из всех известных газов. Его молярная масса составляет приблизительно $2 \text{ г/моль}$, в то время как средняя молярная масса воздуха (состоящего в основном из азота $N_2$ и кислорода $O_2$) составляет около $29 \text{ г/моль}$. Из-за такой существенной разницы в плотности (водород легче воздуха примерно в 14,5 раз), он всегда стремится вверх. Поэтому для его сбора методом вытеснения воздуха необходимо использовать перевёрнутый сосуд (пробирку, колбу или цилиндр), расположив его отверстием вниз. Поступающий в сосуд водород будет накапливаться в его верхней части, вытесняя более тяжёлый воздух наружу через отверстие.

Ответ: утверждение Б верно.

Решение

Проанализировав оба утверждения, мы пришли к выводу, что каждое из них является верным. Утверждение А описывает общепринятый способ идентификации водорода, а утверждение Б — корректный метод его сбора в лаборатории, основанный на его физических свойствах. Таким образом, правильным является вариант ответа, в котором указано, что оба утверждения верны.

Ответ: 3