Страница 60 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Больше всего растворённых веществ содержит вода

а) морская

б) кипячёная

в) бутилированная

г) дистиллированная

Чтобы определить, какая вода содержит больше всего растворенных веществ, необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов.

а) морская. Морская вода является природным раствором с высокой концентрацией солей. Средняя солёность Мирового океана составляет около 35 граммов солей на литр воды (35‰). Основные растворенные вещества — это хлориды (Cl⁻), сульфаты (SO₄²⁻), ионы натрия (Na⁺), магния (Mg²⁺), кальция (Ca²⁺) и калия (K⁺). Это самое высокое содержание растворенных веществ среди всех представленных вариантов.

б) кипячёная. Кипячение обычной питьевой (например, водопроводной) воды приводит к частичному удалению растворенных веществ. В частности, соли, вызывающие временную жесткость (гидрокарбонаты кальция и магния), разлагаются и выпадают в осадок в виде накипи. Таким образом, в кипяченой воде количество растворенных веществ даже несколько уменьшается по сравнению с исходной, и оно значительно ниже, чем в морской воде.

в) бутилированная. Бутилированная вода — это питьевая вода, которая может быть как природной минеральной, так и специально очищенной. Содержание растворенных веществ (общая минерализация) в ней строго регламентируется и обычно не превышает 1-1,5 г/л. Это в десятки раз меньше, чем в морской воде.

г) дистиллированная. Дистиллированная вода — это вода, очищенная от растворенных примесей путем перегонки (дистилляции). В процессе дистилляции вода испаряется, а все нелетучие растворенные вещества (соли, минералы) остаются в исходной емкости. В результате получается практически химически чистая вода ($H_2O$) с минимальным, стремящимся к нулю, содержанием растворенных веществ.

Сравнивая все типы воды, становится очевидно, что морская вода содержит на порядки больше растворенных веществ, чем любая другая из списка.

Ответ: а) морская.

2. Верны ли утверждения о воде?

А. Природная вода всегда содержит растворённые вещества.

Б. При замерзании плотность воды уменьшается, а объём увеличивается.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

А. Природная вода (речная, озерная, морская, дождевая) всегда контактирует с окружающей средой. Протекая по поверхности земли и под землей, она растворяет минералы и соли. Проходя через атмосферу, дождевая вода растворяет газы, такие как углекислый газ и кислород. Поэтому природная вода никогда не является химически чистой и всегда содержит растворенные вещества. Таким образом, утверждение А верно.

Б. Вода обладает аномальным свойством: при замерзании ее объем увеличивается, а плотность, соответственно, уменьшается. Это связано с тем, что при переходе в твердое состояние (лед) молекулы воды образуют упорядоченную кристаллическую структуру с пустотами между молекулами. Эта структура занимает больше места по сравнению с более плотной упаковкой молекул в жидкой воде (наибольшая плотность у воды при $4^{\circ}C$). Плотность $\rho$, масса $m$ и объем $V$ связаны соотношением $\rho = \frac{m}{V}$. Так как масса при замерзании не меняется, а объем увеличивается, плотность уменьшается. По этой причине лед плавает на воде. Следовательно, утверждение Б верно.

Поскольку оба утверждения, А и Б, являются верными, следует выбрать вариант ответа, подтверждающий истинность обоих утверждений.

Ответ: 3

3. Выберите формулу нерастворимого основания.

1) $Mg(OH)_2$

2) $Ba(OH)_2$

3) $Ca(OH)_2$

4) $KOH$

Решение

Для того чтобы выбрать формулу нерастворимого основания, необходимо проанализировать растворимость каждого из предложенных гидроксидов в воде. Растворимость соединений можно определить по таблице растворимости или на основе общих правил химии.

Общие правила растворимости оснований (гидроксидов):

• Гидроксиды щелочных металлов (IА группа: Li, Na, K и др.) являются хорошо растворимыми в воде. Такие основания называют щелочами.
• Растворимость гидроксидов металлов IIА группы (щелочноземельных) увеличивается сверху вниз по группе. Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) — нерастворим, гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) — малорастворим, а гидроксиды стронция ($Sr(OH)_2$) и бария ($Ba(OH)_2$) — растворимы (являются щелочами).
• Гидроксиды большинства остальных металлов (например, железа, меди, алюминия) нерастворимы в воде.

Теперь рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) $Mg(OH)_2$ — гидроксид магния. Магний находится во IIA группе. Согласно правилам и таблице растворимости, гидроксид магния является нерастворимым в воде основанием. Он образует белый аморфный осадок.

2) $Ba(OH)_2$ — гидроксид бария. Барий находится во IIA группе, ниже кальция. Его гидроксид является растворимым в воде сильным основанием, то есть щёлочью.

3) $Ca(OH)_2$ — гидроксид кальция. Кальций находится во IIA группе. Его гидроксид (гашёная известь) считается малорастворимым в воде. Однако его растворимости достаточно для создания сильнощелочной среды, поэтому его также относят к щелочам. По сравнению с $Mg(OH)_2$, он значительно более растворим.

4) $KOH$ — гидроксид калия. Калий — это щелочной металл (IA группа). Все гидроксиды щелочных металлов являются щелочами, то есть хорошо растворимыми в воде основаниями.

Таким образом, единственным нерастворимым основанием из представленного списка является гидроксид магния.

Ответ: 1) $Mg(OH)_2$.

4. Водный раствор кислоты и водный раствор щёлочи можно различить с помощью

1) фенолфталеина

2) метилоранжа

3) лакмуса

4) любого из индикаторов

Решение

Чтобы различить водный раствор кислоты и водный раствор щёлочи, используют кислотно-основные индикаторы. Это вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от водородного показателя (pH) среды. В растворе кислоты среда кислая (pH < 7), а в растворе щёлочи — щелочная (pH > 7). Рассмотрим, как каждый из предложенных индикаторов реагирует на изменение среды.

1) фенолфталеин

В кислой и нейтральной средах фенолфталеин остаётся бесцветным. В щелочной среде (при pH > 8,2) он приобретает характерную малиновую окраску. Следовательно, при добавлении фенолфталеина в пробирку с кислотой цвет не изменится, а в пробирке со щёлочью раствор станет малиновым. Это позволяет их различить.

2) метилоранж

Метиловый оранжевый (метилоранж) в кислой среде (pH < 3,1) имеет красную окраску, а в щелочной (pH > 4,4) — жёлтую. Таким образом, в растворе кислоты он будет красным, а в растворе щёлочи — жёлтым. Разные цвета индикатора в двух растворах позволяют их легко отличить друг от друга.

3) лакмус

Лакмус является одним из старейших и наиболее известных индикаторов. В кислой среде он меняет свой цвет на красный, а в щелочной — на синий. Это чёткое и контрастное изменение цвета также позволяет безошибочно определить, в какой из пробирок находится кислота, а в какой — щёлочь.

4) любого из индикаторов

Как показывает анализ, каждый из трёх перечисленных индикаторов (фенолфталеин, метилоранж и лакмус) изменяет свой цвет по-разному в кислой и щелочной средах, давая чёткий визуальный сигнал. Поэтому для различения водного раствора кислоты и водного раствора щёлочи можно использовать любой из них. Этот вариант является наиболее полным и правильным ответом.

Ответ: 4

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

1) Na, $Na_2O$

2) Ca, Al

3) $Li_2O$, Zn

4) $CuO$, $BaO$

Для решения этой задачи необходимо определить, какая из предложенных пар веществ состоит из компонентов, каждый из которых при взаимодействии с водой образует растворимое основание (щёлочь). Растворимые основания образуют щелочные металлы (Li, Na, K, Rb, Cs), щёлочноземельные металлы (Ca, Sr, Ba) и их оксиды. Проанализируем каждый вариант ответа.

1) Na, Na₂O
Натрий ($\text{Na}$) является щелочным металлом и бурно реагирует с водой, образуя сильное, хорошо растворимое основание — гидроксид натрия ($\text{NaOH}$) — и водород.
Уравнение реакции: $2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2\uparrow$
Оксид натрия ($\text{Na}_2\text{O}$) — это основный оксид, который также реагирует с водой с образованием гидроксида натрия.
Уравнение реакции: $\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH}$
Оба вещества в этой паре образуют растворимое основание (щёлочь). Следовательно, этот вариант является правильным.

2) Ca, Al
Кальций ($\text{Ca}$) — щёлочноземельный металл. Он реагирует с водой, образуя гидроксид кальция ($\text{Ca(OH)}_2$). Гидроксид кальция является сильным основанием, но он малорастворим в воде.
Алюминий ($\text{Al}$) — амфотерный металл. В обычных условиях он покрыт защитной оксидной плёнкой и с водой не реагирует. При её удалении он образует нерастворимый в воде амфотерный гидроксид алюминия ($\text{Al(OH)}_3$).
Так как гидроксид алюминия нерастворим, этот вариант не подходит.

3) Li₂O, Zn
Оксид лития ($\text{Li}_2\text{O}$) — оксид щелочного металла, реагирует с водой с образованием растворимого основания — гидроксида лития ($\text{LiOH}$).
Уравнение реакции: $\text{Li}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{LiOH}$
Цинк ($\text{Zn}$) — амфотерный металл, с холодной водой не реагирует. Продуктом его реакции с водой (в виде пара) является оксид цинка ($\text{ZnO}$), а не гидроксид. Гидроксид цинка ($\text{Zn(OH)}_2$) является нерастворимым в воде основанием.
Так как цинк не образует растворимое основание, этот вариант не подходит.

4) CuO, BaO
Оксид меди(II) ($\text{CuO}$) — основный оксид, который нерастворим в воде и не реагирует с ней. Соответствующий ему гидроксид меди(II) ($\text{Cu(OH)}_2$) также нерастворим.
Оксид бария ($\text{BaO}$) реагирует с водой, образуя растворимое сильное основание — гидроксид бария ($\text{Ba(OH)}_2$).
Уравнение реакции: $\text{BaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ba(OH)}_2$
Поскольку оксид меди(II) не реагирует с водой, этот вариант не подходит.

Таким образом, единственная пара веществ, где оба компонента реагируют с водой с образованием растворимого основания, это натрий и оксид натрия.

Ответ: 1.

6. В 200 мл воды растворили 20 г перманганата калия. Массовая доля перманганата калия в растворе равна

1) $12 \ \%$

2) $11,2 \ \%$

3) $10 \ \%$

4) $9,1 \ \%$

Дано:

$V_{воды} = 200$ мл

$m_{KMnO_4} = 20$ г

Плотность воды $\rho_{воды} \approx 1$ г/мл

Перевод всех данных в систему СИ:

$V_{воды} = 200 \text{ мл} = 200 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 2 \times 10^{-4} \text{ м}^3$

$m_{KMnO_4} = 20 \text{ г} = 0.02 \text{ кг}$

$\rho_{воды} \approx 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$\omega_{KMnO_4}$ - ?

Решение:

Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) вычисляется как отношение массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$), выраженное в процентах.

Формула для расчета массовой доли:

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

1. Для нахождения массы раствора необходимо сначала определить массу растворителя (воды). Плотность воды при нормальных условиях принимается равной 1 г/мл.

$m_{воды} = V_{воды} \times \rho_{воды} = 200 \text{ мл} \times 1 \text{ г/мл} = 200 \text{ г}$

2. Далее находим общую массу раствора. Масса раствора складывается из массы растворителя и массы растворенного вещества.

$m_{раствора} = m_{воды} + m_{KMnO_4} = 200 \text{ г} + 20 \text{ г} = 220 \text{ г}$

3. Теперь, зная массу растворенного вещества и массу всего раствора, можем рассчитать массовую долю перманганата калия.

$\omega_{KMnO_4} = \frac{m_{KMnO_4}}{m_{раствора}} \times 100\% = \frac{20 \text{ г}}{220 \text{ г}} \times 100\% = \frac{2}{22} \times 100\% = \frac{1}{11} \times 100\% \approx 9.0909...\%$

Округляя полученное значение до десятых, получаем 9,1%.

Сравнивая результат с предложенными вариантами, видим, что он соответствует варианту 4).

Ответ: 4) 9,1 %

7. Массы воды и уксусной кислоты в 250 г $4 \%$-ного столового уксуса, соответственно равны

1) 160 г и 20 г

2) 190 г и 60 г

3) 240 г и 10 г

4) 200 г и 50 г

Дано:
Масса раствора столового уксуса, $m_{раствора} = 250$ г
Массовая доля уксусной кислоты, $\omega(\text{CH}_3\text{COOH}) = 4\%$

$m_{раствора} = 250 \text{ г} = 0.25 \text{ кг}$
$\omega = 4\% = 0.04$

Найти:
Массу воды, $m_{воды} - ?$
Массу уксусной кислоты, $m_{кислоты} - ?$

Решение:

Столовый уксус представляет собой водный раствор уксусной кислоты. Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) определяется как отношение массы этого вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$), выраженное в процентах.

Формула для расчета массовой доли: $\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \times 100\%$

1. Найдем массу уксусной кислоты ($m_{кислоты}$) в 250 г 4%-ного раствора. Для этого выразим массу вещества из формулы: $m_{кислоты} = \frac{\omega \times m_{раствора}}{100\%}$

Подставим известные значения: $m_{кислоты} = \frac{4\% \times 250 \text{ г}}{100\%} = \frac{1000}{100} \text{ г} = 10 \text{ г}$

2. Общая масса раствора является суммой масс растворителя (воды) и растворенного вещества (уксусной кислоты): $m_{раствора} = m_{воды} + m_{кислоты}$

Отсюда можно найти массу воды ($m_{воды}$): $m_{воды} = m_{раствора} - m_{кислоты}$

Подставим найденные и известные значения: $m_{воды} = 250 \text{ г} - 10 \text{ г} = 240 \text{ г}$

Таким образом, в 250 г 4%-ного столового уксуса содержится 240 г воды и 10 г уксусной кислоты. Этот результат соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: массы воды и уксусной кислоты равны 240 г и 10 г соответственно.