Страница 47 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Изображённый на рисунке способ собирания водорода основан на том, что водород

1) легче воздуха

2) растворим в воде

3) незначительно растворим в воде

4) имеет низкую температуру кипения

Для ответа на данный вопрос необходимо определить, какое из перечисленных свойств водорода используется в методе его собирания, который, как предполагается, изображён на рисуке. В химии применяют два основных способа собирания газов: вытеснение воздуха и вытеснение воды. Выбор метода зависит от физических свойств конкретного газа. Проанализируем каждый вариант ответа, предполагая, какой метод может быть изображен.

1) легче воздуха
Это свойство действительно присуще водороду. Молярная масса водорода ($H_2$) составляет примерно $2 \text{ г/моль}$, что намного меньше средней молярной массы воздуха ($M_{возд.} \approx 29 \text{ г/моль}$). На этом свойстве основан метод собирания водорода путем вытеснения воздуха. Для этого сосуд для сбора (пробирку или колбу) переворачивают вверх дном, и легкий водород, поступая в него, вытесняет более тяжелый воздух. Это один из возможных способов собирания водорода.

2) растворим в воде
Это утверждение неверно. Водород практически нерастворим в воде. Если бы газ хорошо растворялся в воде, его нельзя было бы собирать методом вытеснения воды.

3) незначительно растворим в воде
Это свойство верно для водорода. Именно потому, что водород очень плохо растворяется в воде, его можно собирать методом вытеснения воды. При этом методе перевернутый сосуд, предварительно заполненный водой, помещают в ёмкость с водой. Газ, поступающий по газоотводной трубке под отверстие сосуда, в виде пузырьков поднимается вверх и вытесняет воду. Этот метод очень распространен в лабораторной практике, так как позволяет получить более чистый газ (без примеси воздуха), и часто именно его изображают в учебных материалах.

4) имеет низкую температуру кипения
Это свойство верно (температура кипения водорода $-252,87 \text{°C}$), и оно объясняет, почему водород при стандартных условиях является газом. Однако сам метод собирания основан не на температуре кипения, а на физических свойствах, позволяющих отделить его от среды, — на различии в плотности (с воздухом) или на плохой растворимости (в воде).

Исходя из анализа, и вариант 1, и вариант 3 описывают свойства, лежащие в основе методов собирания водорода. Без рисунка точный ответ дать невозможно. Однако метод собирания газа над водой является классическим, очень наглядным и часто используемым для получения чистого водорода в лаборатории. Поэтому наиболее вероятно, что на рисунке был изображен именно этот способ.

Ответ: 3

6. С помощью этого реактива можно различить воду и раствор кислоты.

1) хлорид кальция

2) кварц

3) графит

4) метилоранж

Решение

Для того чтобы различить воду (нейтральная среда) и раствор кислоты (кислая среда), необходимо использовать вещество, которое изменяет свои свойства, например, цвет, в зависимости от pH среды. Такие вещества называются кислотно-основными индикаторами.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) хлорид кальция — это соль ($CaCl_2$), которая растворима как в воде, так и в растворах кислот. При растворении не происходит видимых изменений, которые позволили бы отличить одну жидкость от другой.

2) кварц — это диоксид кремния ($SiO_2$). Он нерастворим ни в воде, ни в большинстве кислот (за исключением плавиковой). При добавлении в обе пробирки кварц просто осядет на дно, не позволяя их различить.

3) графит — это одна из аллотропных модификаций углерода (C). Он является химически инертным веществом и не растворяется ни в воде, ни в растворах кислот. Как и кварц, он не даст видимой реакции.

4) метилоранж — это кислотно-основной индикатор. Его цвет зависит от кислотности раствора. В нейтральной среде, какой является вода (pH ≈ 7), метилоранж имеет желто-оранжевый цвет. В кислой среде (pH < 3.1) он становится красным. Таким образом, добавив несколько капель метилоранжа в обе пробирки, можно будет легко их различить по цвету: в пробирке с водой раствор станет желто-оранжевым, а в пробирке с кислотой — красным.

Ответ: 4) метилоранж.

7. Выберите формулу кислородсодержащей кислоты с трёхвалентным кислотным остатком.

1) $H_2SO_3$

2) $H_3PO_4$

3) $H_3N$

4) $H_2CO_3$

Решение

Для решения этой задачи необходимо проанализировать каждую из предложенных формул на соответствие двум условиям: вещество должно быть кислородсодержащей кислотой и иметь трёхвалентный кислотный остаток.

Кислородсодержащие кислоты (оксокислоты) — это кислоты, содержащие в своей молекуле атомы кислорода.

Валентность кислотного остатка определяется основностью кислоты, то есть количеством атомов водорода, которые могут быть замещены атомами металла при образовании соли. Трёхвалентный кислотный остаток означает, что кислота является трёхосновной, то есть содержит три атома водорода.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) $H_2SO_3$ (сернистая кислота)
Это кислородсодержащая кислота. Однако она содержит два атома водорода, поэтому является двухосновной. Её кислотный остаток $SO_3$ двухвалентен (имеет заряд 2-). Следовательно, этот вариант не подходит.

2) $H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота)
Это кислородсодержащая кислота. Она содержит три атома водорода, поэтому является трёхосновной. Её кислотный остаток $PO_4$ трёхвалентен (имеет заряд 3-). Этот вариант полностью соответствует условию задачи.

3) $H_3N$ (аммиак)
Это соединение не содержит атомов кислорода, следовательно, не является кислородсодержащей кислотой. Аммиак является основанием. Этот вариант не подходит.

4) $H_2CO_3$ (угольная кислота)
Это кислородсодержащая кислота. Она содержит два атома водорода, поэтому является двухосновной. Её кислотный остаток $CO_3$ двухвалентен (имеет заряд 2-). Этот вариант не подходит.

Ответ: 2.

8. Верны ли утверждения о соляной кислоте?

А. Концентрированная соляная кислота «дымит» на воздухе, так как из неё выделяется газообразный хлороводород, который при соединении с влагой воздуха образует мельчайшие капельки соляной кислоты.

Б. Соляная кислота участвует в процессе переваривания пищи.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

А. Утверждение верно. Концентрированная соляная кислота представляет собой насыщенный водный раствор газообразного хлороводорода ($HCl$). Хлороводород является летучим соединением, то есть он легко испаряется с поверхности раствора. В воздухе всегда содержится водяной пар ($H_2O$). Молекулы газообразного $HCl$, испарившиеся с поверхности кислоты, соединяются с молекулами воды в воздухе, образуя мельчайшие капельки (аэрозоль) соляной кислоты. Визуально этот процесс выглядит как белый "дым" или туман над открытым сосудом с концентрированной кислотой.

Б. Утверждение верно. Соляная кислота является важнейшим компонентом желудочного сока человека и многих животных. Она выполняет несколько ключевых функций в процессе пищеварения:

• Создает кислую среду (pH 1,5–2,0), необходимую для активации фермента пепсина, который расщепляет белки.
• Вызывает денатурацию (разбухание) белков, что облегчает их последующее ферментативное расщепление.
• Обладает сильным бактерицидным действием, уничтожая большинство бактерий и микроорганизмов, попадающих в желудок с пищей.

Поскольку оба утверждения, А и Б, являются верными, правильный вариант ответа — 3.
Ответ: 3

9. Как и кислород, водород:

1) легче воздуха

2) простое вещество

3) газ без цвета и запаха

4) имеет вкус

5) содержится в воздухе

Решение

Для того чтобы определить общее свойство для водорода и кислорода, проанализируем каждое из предложенных утверждений.

1) легче воздуха

Это свойство не является общим. Молярная масса водорода ($H_2$) составляет примерно $2$ г/моль, что значительно меньше средней молярной массы воздуха (около $29$ г/моль). Поэтому водород легче воздуха. Молярная масса кислорода ($O_2$) составляет примерно $32$ г/моль, что делает кислород тяжелее воздуха. Таким образом, данное утверждение верно только для водорода.

2) простое вещество

Это свойство является общим. Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Молекула водорода ($H_2$) состоит только из атомов водорода. Молекула кислорода ($O_2$) состоит только из атомов кислорода. Следовательно, и водород, и кислород являются простыми веществами.

3) газ без цвета и запаха

Это свойство является общим. При нормальных условиях и водород, и кислород представляют собой газы, которые не имеют ни цвета, ни запаха. Это их характерное физическое свойство в газообразном состоянии.

4) имеет вкус

Это утверждение неверно. Ни водород, ни кислород не имеют вкуса.

5) содержится в воздухе

Это свойство не является хорошей сравнительной характеристикой. Кислород — один из основных компонентов воздуха, его содержание составляет около 21%. Водород тоже присутствует в атмосфере, но в ничтожно малых, следовых количествах (около 0.00005%). Хотя формально оба газа есть в воздухе, их роль и количество несопоставимы.

Исходя из анализа, наиболее корректными общими свойствами для водорода и кислорода являются утверждения под номерами 2 и 3.

Ответ: 2, 3