Страница 58 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Выберите формулу щёлочи.

1) $Fe(OH)_3$

2) $NaOH$

3) $Cu(OH)_2$

4) $H_2CO_3$

Решение

Щёлочи — это растворимые в воде основания. Чтобы определить, какая из предложенных формул соответствует щёлочи, необходимо проанализировать каждое вещество на принадлежность к классу оснований (наличие гидроксильной группы $OH^-$ и металла) и его растворимость в воде (обычно с помощью таблицы растворимости).

1) $Fe(OH)_3$ — гидроксид железа(III). Данное соединение является основанием, так как состоит из катиона металла железа ($Fe^{3+}$) и трёх гидроксид-анионов ($OH^-$). Однако, гидроксид железа(III) является нерастворимым в воде веществом (нерастворимое основание). Следовательно, он не является щёлочью.

2) $NaOH$ — гидроксид натрия. Это вещество также является основанием, состоящим из катиона щелочного металла натрия ($Na^+$) и гидроксид-аниона ($OH^-$). Все гидроксиды щелочных металлов (металлов IA группы) хорошо растворимы в воде. Следовательно, гидроксид натрия — это щёлочь.

3) $Cu(OH)_2$ — гидроксид меди(II). Это основание, состоящее из катиона металла меди ($Cu^{2+}$) и двух гидроксид-анионов ($OH^-$). Согласно таблице растворимости, гидроксид меди(II) нерастворим в воде. Следовательно, это не щёлочь.

4) $H_2CO_3$ — угольная кислота. Это вещество не является основанием. Наличие атомов водорода в начале формулы и кислотного остатка ($CO_3$) указывает на то, что это кислота. Кислоты не являются щелочами.

Вывод: из всех представленных вариантов только гидроксид натрия является растворимым в воде основанием, то есть щёлочью.

Ответ: 2) $NaOH$

4. Выберите формулу вещества, водный раствор которого окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет.

1) $Ba(OH)_2$

2) $MgSO_4$

3) $NaNO_3$

4) $Cu(OH)_2$

Фенолфталеин — это кислотно-основный индикатор, который используется для определения pH среды. В кислой и нейтральной средах (при $pH < 8.2$) он остается бесцветным. В щелочной среде (при $pH > 8.2$) фенолфталеин приобретает характерную малиновую окраску. Следовательно, нам нужно найти вещество, которое при растворении в воде создает щелочную среду.

Решение

Рассмотрим каждое из предложенных веществ:

1) $Ba(OH)_2$ (гидроксид бария). Это растворимое в воде сильное основание, которое относится к щелочам. При растворении в воде оно диссоциирует на ионы согласно уравнению $Ba(OH)_2 \leftrightarrow Ba^{2+} + 2OH^-$, создавая избыток гидроксид-ионов ($OH^-$). В результате образуется сильнощелочная среда ($pH \gg 7$), которая окрасит фенолфталеин в малиновый цвет.

2) $MgSO_4$ (сульфат магния). Это соль, образованная слабым основанием ($Mg(OH)_2$) и сильной кислотой ($H_2SO_4$). В водном растворе такие соли подвергаются гидролизу по катиону ($Mg^{2+} + H_2O \leftrightarrow MgOH^+ + H^+$), что приводит к образованию ионов водорода ($H^+$) и созданию слабокислой среды ($pH < 7$). В кислой среде фенолфталеин будет бесцветным.

3) $NaNO_3$ (нитрат натрия). Это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Такие соли не гидролизуются, и их водный раствор имеет нейтральную среду ($pH \approx 7$). В нейтральной среде фенолфталеин останется бесцветным.

4) $Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(II)). Это основание, которое является практически нерастворимым в воде. Поскольку оно не растворяется, оно не создает в растворе значимой концентрации гидроксид-ионов, и среда раствора остается нейтральной ($pH \approx 7$). Следовательно, окраска фенолфталеина не изменится.

Таким образом, единственное вещество из списка, водный раствор которого имеет щелочную реакцию и окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет, — это гидроксид бария.

Ответ: 1) $Ba(OH)_2$.

5. При взаимодействии воды с каждым из двух веществ образуется растворимое основание:

1) $Cu$, $K$

2) $CaO$, $Ca$

3) $K_2O$, $Ag$

4) $BaO$, $FeO$

Решение

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо проанализировать взаимодействие каждого вещества из предложенных пар с водой. Растворимые основания (щёлочи) образуются при взаимодействии с водой щелочных металлов (IА группа, кроме H), щелочноземельных металлов (IIA группа, начиная с Ca) и их оксидов.

1) Cu, K

Медь (Cu) является металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений после водорода, поэтому она не вытесняет водород из воды и не реагирует с ней с образованием основания.

Калий (K) — щелочной металл, который бурно реагирует с водой, образуя растворимое основание (щёлочь) — гидроксид калия:

$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2\uparrow$

Так как одно из веществ (медь) не образует основание при реакции с водой, данный вариант не подходит.

Ответ: неверно.

2) CaO, Ca

Оксид кальция (CaO) — оксид щелочноземельного металла. Он реагирует с водой с образованием гидроксида кальция $Ca(OH)_2$. Гидроксид кальция является сильным, хотя и малорастворимым, основанием (его насыщенный раствор называют известковой водой).

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Кальций (Ca) — щелочноземельный металл, который реагирует с водой, образуя то же основание и выделяя водород:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2\uparrow$

Оба вещества реагируют с водой с образованием растворимого основания, поэтому этот вариант является правильным.

Ответ: верно.

3) K₂O, Ag

Оксид калия ($K_2O$) — оксид щелочного металла. Он активно реагирует с водой, образуя гидроксид калия (KOH) — сильную щёлочь:

$K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$

Серебро (Ag) — металл, стоящий в ряду напряжений значительно правее водорода, с водой не реагирует.

Так как серебро не реагирует с водой, данный вариант не подходит.

Ответ: неверно.

4) BaO, FeO

Оксид бария (BaO) — оксид щелочноземельного металла. Он реагирует с водой, образуя сильное растворимое основание (щёлочь) — гидроксид бария:

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

Оксид железа(II) (FeO) является основным оксидом, но он практически нерастворим в воде и не реагирует с ней. Соответствующий ему гидроксид железа(II) $Fe(OH)_2$ является нерастворимым основанием и получается косвенным путем (реакциями обмена).

Так как оксид железа(II) не реагирует с водой, данный вариант не подходит.

Ответ: неверно.

Таким образом, единственная пара, где оба вещества реагируют с водой с образованием растворимого основания, это CaO и Ca.

Ответ: 2

6. В 150 г воды растворили 50 г сахара. Массовая доля сахара в растворе равна

1) $33,3 \ \%$

2) $25 \ \%$

3) $30 \ \%$

4) $20,5 \ \%$

Дано:

Масса воды ($m(\text{воды})$) = 150 г

Масса сахара ($m(\text{сахара})$) = 50 г

В данной задаче все величины представлены в граммах, что является стандартным для расчетов массовой доли. Перевод в систему СИ (килограммы) не требуется, так как единицы измерения сократятся при вычислении.

Найти:

Массовую долю сахара в растворе ($\omega(\text{сахара})$) - ?

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) в растворе вычисляется по формуле:

$\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \times 100\%$

Где $m(\text{вещества})$ — масса растворенного вещества, а $m(\text{раствора})$ — общая масса раствора.

1. Сначала найдем общую массу раствора. Масса раствора равна сумме масс растворителя (воды) и растворенного вещества (сахара).

$m(\text{раствора}) = m(\text{воды}) + m(\text{сахара})$

$m(\text{раствора}) = 150 \text{ г} + 50 \text{ г} = 200 \text{ г}$

2. Теперь рассчитаем массовую долю сахара в полученном растворе.

$\omega(\text{сахара}) = \frac{m(\text{сахара})}{m(\text{раствора})} \times 100\%$

$\omega(\text{сахара}) = \frac{50 \text{ г}}{200 \text{ г}} \times 100\% = 0.25 \times 100\% = 25\%$

Таким образом, массовая доля сахара в растворе составляет 25%, что соответствует варианту ответа 2.

Ответ: 2) 25 %

7. Массы соли и воды, необходимые для приготовления 120 г $10\%$-ного раствора, соответственно равны

1) 12 г и 108 г

2) 20 г и 100 г

3) 24 г и 96 г

4) 12 г и 100 г

Дано:

Масса раствора ($m_{раствора}$) = 120 г
Массовая доля соли ($\omega_{соли}$) = 10%

Перевод в систему СИ:
Масса раствора ($m_{раствора}$) = 120 г = 0.12 кг

Найти:

Массу соли ($m_{соли}$) - ?
Массу воды ($m_{воды}$) - ?

Решение:

Массовая доля растворенного вещества в растворе вычисляется по формуле:

$\omega_{вещества} = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

В данном случае массовая доля дана в процентах, поэтому для расчетов ее нужно перевести в доли от единицы:

$\omega_{соли} = 10\% = 0.1$

1. Найдем массу соли, необходимую для приготовления раствора. Для этого преобразуем формулу массовой доли:

$m_{соли} = \omega_{соли} \times m_{раствора}$

Подставим известные значения:

$m_{соли} = 0.1 \times 120 \text{ г} = 12 \text{ г}$

2. Раствор состоит из растворенного вещества (соли) и растворителя (воды). Следовательно, масса всего раствора равна сумме масс его компонентов:

$m_{раствора} = m_{соли} + m_{воды}$

3. Найдем массу воды, вычтя массу соли из общей массы раствора:

$m_{воды} = m_{раствора} - m_{соли}$

Подставим найденные и известные значения:

$m_{воды} = 120 \text{ г} - 12 \text{ г} = 108 \text{ г}$

Таким образом, для приготовления 120 г 10%-ного раствора необходимо взять 12 г соли и 108 г воды. Этот вариант соответствует пункту 1) в предложенных вариантах ответа.

Ответ: 12 г и 108 г.

8. 200 г 8%-ного раствора соды упарили до 100 г. Массовая доля соды в полученном растворе стала равна

1) 12 % 2) 14 % 3) 16 % 4) 18 %

Дано:

Масса исходного раствора, $m_{p-pa1}$ = 200 г
Массовая доля соды в исходном растворе, $\omega_1$ = 8 %
Масса конечного раствора, $m_{p-pa2}$ = 100 г

Найти:

Массовую долю соды в полученном растворе, $\omega_2$

Решение:

1. Сначала определим массу соды (растворенного вещества), которая содержится в исходном 8%-ном растворе массой 200 г. Массовая доля вещества в растворе вычисляется по формуле:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \times 100\%$

Из этой формулы выразим массу вещества:

$m_{вещества} = \frac{\omega \times m_{раствора}}{100\%}$

Подставим наши значения:

$m_{соды} = \frac{8\% \times 200 \text{ г}}{100\%} = 16 \text{ г}$

2. При упаривании из раствора испаряется только растворитель (вода), а масса растворенного вещества (соды) остается неизменной. Это означает, что в конечном растворе масса соды также составляет 16 г.

3. По условию задачи, после упаривания масса раствора стала равна 100 г. Теперь мы можем рассчитать новую массовую долю соды ($\omega_2$) в этом растворе:

$\omega_2 = \frac{m_{соды}}{m_{p-pa2}} \times 100\%$

Подставим известные нам значения массы соды и массы нового раствора:

$\omega_2 = \frac{16 \text{ г}}{100 \text{ г}} \times 100\% = 16\%$

Таким образом, массовая доля соды в полученном растворе стала равна 16%.

Ответ: 16 %

9. К 500 г 30%-ного раствора спирта добавили 50 г спирта. Массовая доля спирта в полученном растворе стала равна

1) 25,1 %

2) 34,3 %

3) 36,4 %

4) 40,4 %

Дано:

Масса исходного раствора спирта ($m_{р-ра1}$) = 500 г
Массовая доля спирта в исходном растворе ($w_1$) = 30 %
Масса добавленного спирта ($m_{доб. спирта}$) = 50 г

Найти:

Массовую долю спирта в полученном растворе ($w_2$)

Решение:

1. Найдем массу спирта в исходном растворе ($m_{спирта1}$). Для этого массу раствора умножим на массовую долю растворенного вещества: $m_{спирта1} = m_{р-ра1} \cdot w_1 = 500 \, г \cdot 0.30 = 150 \, г$

2. После добавления чистого спирта его общая масса в растворе ($m_{спирта2}$) увеличится: $m_{спирта2} = m_{спирта1} + m_{доб. спирта} = 150 \, г + 50 \, г = 200 \, г$

3. Масса конечного раствора ($m_{р-ра2}$) также увеличится на массу добавленного спирта: $m_{р-ра2} = m_{р-ра1} + m_{доб. спирта} = 500 \, г + 50 \, г = 550 \, г$

4. Рассчитаем массовую долю спирта в полученном растворе ($w_2$) по формуле: $w_2 = \frac{m_{спирта2}}{m_{р-ра2}} \cdot 100\%$

Подставим найденные значения: $w_2 = \frac{200 \, г}{550 \, г} \cdot 100\% = \frac{20}{55} \cdot 100\% = \frac{4}{11} \cdot 100\% \approx 36.3636...\%$

Округляя результат до одного знака после запятой, получаем 36,4 %.

Ответ: 3) 36,4 %

10. Выберите верные утверждения:

1) раствор — гетерогенная система, состоящая из растворителя и растворённого вещества

2) растворение — химический процесс взаимодействия растворённого вещества и растворителя

3) при растворении веществ может выделяться или поглощаться теплота

4) вода — растворитель только жидких и твёрдых веществ

5) гидраты — нестойкие соединения переменного состава, образующиеся при химическом взаимодействии растворённого вещества и воды

1) раствор — гетерогенная система, состоящая из растворителя и растворённого вещества
Данное утверждение неверно. Раствор представляет собой гомогенную (однородную) систему, в которой частицы растворённого вещества (молекулы или ионы) равномерно распределены в объёме растворителя, и между компонентами нет видимой границы раздела фаз. Гетерогенные системы, в отличие от растворов, состоят из нескольких фаз (например, взвесь песка в воде).
Ответ: утверждение неверно.

2) растворение — химический процесс взаимодействия растворённого вещества и растворителя
Данное утверждение можно считать верным. Современная теория рассматривает растворение как сложный физико-химический процесс. Он включает в себя как физические аспекты (разрушение кристаллической решетки, диффузия), так и химическое взаимодействие между частицами растворяемого вещества и растворителя. Этот химический процесс называется сольватацией (или гидратацией, если растворитель — вода). Поскольку химическое взаимодействие является неотъемлемой и важной частью процесса растворения, утверждение справедливо.
Ответ: утверждение верно.

3) при растворении веществ может выделяться или поглощаться теплота
Данное утверждение верно. Процесс растворения сопровождается тепловым эффектом. Суммарный тепловой эффект складывается из энергии, затрачиваемой на разрыв связей в растворяемом веществе и растворителе (эндотермический этап), и энергии, выделяющейся при образовании новых связей между их частицами — сольватации (экзотермический этап). В зависимости от того, какой из этих процессов преобладает, растворение будет либо экзотермическим (с выделением теплоты, например, растворение серной кислоты), либо эндотермическим (с поглощением теплоты, например, растворение нитрата аммония).
Ответ: утверждение верно.

4) вода — растворитель только жидких и твёрдых веществ
Данное утверждение неверно. Вода является универсальным растворителем и способна растворять вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях: твёрдом (например, поваренная соль $NaCl$), жидком (например, спирт $C_2H_5OH$) и газообразном (например, аммиак $NH_3$ или углекислый газ $CO_2$).
Ответ: утверждение неверно.

5) гидраты — нестойкие соединения переменного состава, образующиеся при химическом взаимодействии растворённого вещества и воды
Данное утверждение верно. Гидраты (в более общем случае — сольваты) — это соединения, которые образуются в результате химического взаимодействия частиц растворенного вещества с молекулами воды (растворителя). В растворе эти соединения, как правило, не имеют постоянного стехиометрического состава (поэтому "переменного состава") и являются относительно нестойкими.
Ответ: утверждение верно.

11. Установите соответствие между формулой вещества и классом этого вещества.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

А) $Al_2O_3$

Б) $H_2SO_4$

В) $NaOH$

КЛАСС ВЕЩЕСТВА

1) оксид

2) основание

3) соль

4) кислота

А) Формула $Al_2O_3$ соответствует оксиду алюминия. Оксиды — это бинарные соединения химического элемента с кислородом в степени окисления -2. Так как данное вещество состоит из атомов алюминия и кислорода, оно относится к классу оксидов.
Ответ: 1

Б) Формула $H_2SO_4$ соответствует серной кислоте. Кислоты — это сложные вещества, молекулы которых состоят из одного или нескольких атомов водорода и кислотного остатка. В данном случае молекула состоит из двух атомов водорода и кислотного остатка $SO_4$ (сульфат-ион). Следовательно, $H_2SO_4$ является кислотой.
Ответ: 4

В) Формула $NaOH$ соответствует гидроксиду натрия. Основания (гидроксиды) — это сложные вещества, которые состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп ($OH$). В данном случае вещество состоит из атома металла натрия ($Na$) и одной гидроксогруппы ($OH$), поэтому оно относится к классу оснований.
Ответ: 2