Страница 63 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Выберите формулу щёлочи.

1) $Zn(OH)_2$

2) $Na_2O$

3) $RbOH$

4) $H_2SO_3$

Решение

Щёлочи — это растворимые в воде основания. К щелочам относятся гидроксиды щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs) и некоторых щёлочноземельных металлов (Ca, Sr, Ba).

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1. $Zn(OH)_2$ (гидроксид цинка) — это амфотерный гидроксид, который нерастворим в воде. Следовательно, он не является щёлочью.
2. $Na_2O$ (оксид натрия) — это основный оксид. Он реагирует с водой с образованием щёлочи ($NaOH$), но сам по себе является оксидом, а не щёлочью.
3. $RbOH$ (гидроксид рубидия) — это гидроксид щелочного металла рубидия. Он хорошо растворим в воде и является сильным основанием, то есть является щёлочью.
4. $H_2SO_3$ (сернистая кислота) — это кислота, а не основание.

Исходя из определения, единственным веществом, которое является щёлочью в данном списке, является гидроксид рубидия.

Ответ: 3

4. Щелочную среду можно обнаружить с помощью

1) фенолфталеина

2) метилоранжа

3) лакмуса

4) любого из индикаторов

Решение

Для определения кислотно-основного характера среды используют специальные вещества-индикаторы, которые изменяют свой цвет в зависимости от водородного показателя (pH). Щелочная среда имеет pH > 7. Чтобы определить, какой из предложенных индикаторов подходит для обнаружения щелочной среды, необходимо рассмотреть изменение их окраски в различных средах.

1) фенолфталеина

Фенолфталеин является одним из самых известных индикаторов для щелочной среды. В кислой и нейтральной средах он бесцветен, а в щелочной (при pH > 8,2) приобретает яркую малиновую окраску. Таким образом, он позволяет однозначно обнаружить щелочную среду.

2) метилоранжа

Метиловый оранжевый (метилоранж) также изменяет цвет в зависимости от pH. В сильнокислой среде (pH < 3,1) он красный, в диапазоне pH от 3,1 до 4,4 он оранжевый, а в слабокислой, нейтральной и щелочной средах (pH > 4,4) он становится желтым. Так как переход в желтый цвет происходит при переходе от кислой среды к нейтральной/щелочной, его можно использовать для обнаружения щелочной среды.

3) лакмуса

Лакмус — один из первых кислотно-основных индикаторов. В кислой среде он красный, в нейтральной — фиолетовый, а в щелочной (при pH > 8,3) — синий. Изменение цвета на синий четко указывает на наличие щелочной среды.

Поскольку все три перечисленных индикатора (фенолфталеин, метилоранж и лакмус) изменяют свой цвет в щелочной среде, то для ее обнаружения можно использовать любой из них.

Ответ: 4) любого из индикаторов

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

1) $Mg$, $Na$

2) $FeO$, $Ca$

3) $K_2O$, $CaO$

4) $BeO$

Для выполнения задания необходимо проанализировать реакции каждого вещества из предложенных пар с водой и определить растворимость образующихся гидроксидов. Условию удовлетворяет та пара, в которой оба вещества образуют растворимые основания (щёлочи).

1) Mg, Na

Натрий ($Na$) — это щелочной металл, который активно взаимодействует с водой, образуя гидроксид натрия ($NaOH$) и водород. Гидроксид натрия является сильным, хорошо растворимым в воде основанием (щёлочью).
Уравнение реакции: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$
Магний ($Mg$) — щелочноземельный металл. Он реагирует с водой только при нагревании (или с паром), образуя гидроксид магния ($Mg(OH)_2$). Гидроксид магния является слабым, практически нерастворимым в воде основанием.
Уравнение реакции: $Mg + 2H_2O \xrightarrow{t} Mg(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow$
Поскольку гидроксид магния нерастворим, данный вариант не является верным.

2) FeO, Ca

Оксид железа(II) ($FeO$) — это основный оксид, который с водой не реагирует. Соответствующий ему гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$) является нерастворимым веществом.
Кальций ($Ca$) — щелочноземельный металл, который реагирует с водой с образованием гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$). Гидроксид кальция считается малорастворимым, но его водный раствор является щёлочью (известковая вода).
Уравнение реакции: $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$
Так как оксид железа(II) не взаимодействует с водой, эта пара не удовлетворяет условию.

3) K₂O, CaO

Оксид калия ($K_2O$) — основный оксид, образованный щелочным металлом. Он энергично реагирует с водой, образуя сильное и хорошо растворимое основание — гидроксид калия ($KOH$).
Уравнение реакции: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$
Оксид кальция ($CaO$) — основный оксид, образованный щелочноземельным металлом. Он также реагирует с водой, образуя гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), который является растворимым основанием (щёлочью).
Уравнение реакции: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
В этом случае оба исходных вещества образуют при реакции с водой растворимые основания. Этот вариант является правильным.

4) BeO

Во-первых, в данном варианте указано только одно вещество, что противоречит условию ("каждым из двух веществ"). Во-вторых, оксид бериллия ($BeO$) — амфотерный оксид, он не взаимодействует с водой. Следовательно, этот вариант неверен.

Ответ: 3

6. В 80 мл воды растворили 20 г карбоната натрия. Массовая доля карбоната натрия в растворе равна

1) $25 \%$

2) $20 \%$

3) $18 \%$

4) $15 \%$

Дано:

Объем воды ($V_{H_2O}$) = 80 мл

Масса карбоната натрия ($m_{Na_2CO_3}$) = 20 г

Плотность воды ($\rho_{H_2O}$) ≈ 1 г/мл

Перевод в систему СИ:

$V_{H_2O} = 80 \text{ мл} = 80 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 8 \times 10^{-5} \text{ м}^3$

$m_{Na_2CO_3} = 20 \text{ г} = 0.02 \text{ кг}$

$\rho_{H_2O} \approx 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Массовую долю карбоната натрия в растворе ($\omega_{Na_2CO_3}$) - ?

Решение:

1. Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) в растворе — это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора, выраженное в процентах. Формула для расчета:

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

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

2. Масса раствора ($m(\text{раствора})$) складывается из массы растворителя (в данном случае воды) и массы растворенного вещества (карбоната натрия):

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

3. Для вычислений необходимо найти массу воды. Зная объем воды (80 мл) и ее плотность (приблизительно 1 г/мл), находим массу:

$m(\text{воды}) = V(\text{воды}) \times \rho(\text{воды}) = 80 \text{ мл} \times 1 \text{ г/мл} = 80 \text{ г}$

4. Теперь можно рассчитать общую массу полученного раствора:

$m(\text{раствора}) = 80 \text{ г} (\text{вода}) + 20 \text{ г} (\text{карбонат натрия}) = 100 \text{ г}$

5. Подставляем известные значения в формулу для расчета массовой доли карбоната натрия:

$\omega(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{m(\text{раствора})} \times 100\% = \frac{20 \text{ г}}{100 \text{ г}} \times 100\% = 0.2 \times 100\% = 20\%$

Таким образом, массовая доля карбоната натрия в растворе составляет 20%.

Ответ: 20 %.

7. Массы пероксида водорода и воды в 150 г 3%-ного аптечного препарата соответственно равны

1) 15,6 г и 134,4 г

2) 45 г и 105 г

3) 4,5 г и 145,5 г

4) 9 г и 141 г

Дано:

$m_{раствора} = 150$ г

$\omega(H_2O_2) = 3\%$

Найти:

$m(H_2O_2)$ - ?

$m(H_2O)$ - ?

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) — это отношение массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$). Она выражается в долях единицы или в процентах.

Формула для расчета массовой доли:

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

В данном случае растворенным веществом является пероксид водорода ($H_2O_2$), а растворителем — вода ($H_2O$).

1. Сначала найдем массу пероксида водорода в растворе. Для этого преобразуем массовую долю из процентов в доли единицы:

$\omega(H_2O_2) = 3\% = \frac{3}{100} = 0.03$

Теперь вычислим массу пероксида водорода:

$m(H_2O_2) = m_{раствора} \times \omega(H_2O_2) = 150 \text{ г} \times 0.03 = 4,5 \text{ г}$

2. Масса всего раствора складывается из массы растворенного вещества и массы растворителя.

$m_{раствора} = m(H_2O_2) + m(H_2O)$

Чтобы найти массу воды, вычтем массу пероксида водорода из общей массы раствора:

$m(H_2O) = m_{раствора} - m(H_2O_2) = 150 \text{ г} - 4,5 \text{ г} = 145,5 \text{ г}$

Таким образом, в 150 г 3%-ного раствора содержится 4,5 г пероксида водорода и 145,5 г воды. Сравнивая полученные значения с предложенными вариантами, мы видим, что они соответствуют варианту 3.

Ответ: 3) 4,5 г и 145,5 г

8. При длительном хранении 70 г 10%-ного раствора соды часть воды испарилась, при этом масса раствора уменьшилась до 60 г. Массовая доля соды в полученном растворе стала равна

1) 10,82 %

2) 11,04 %

3) 11,67 %

4) 16,67 %

Дано:

Масса исходного раствора соды, $m_{\text{раствора1}} = 70 \text{ г}$

Массовая доля соды в исходном растворе, $\omega_1 = 10\% = 0,1$

Масса раствора после испарения, $m_{\text{раствора2}} = 60 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$m_{\text{раствора1}} = 70 \text{ г} = 0,07 \text{ кг}$

$m_{\text{раствора2}} = 60 \text{ г} = 0,06 \text{ кг}$

Найти:

Массовую долю соды в полученном растворе, $\omega_2$

Решение:

Сначала определим массу соды в исходном растворе. Масса растворенного вещества (соды) не изменяется в процессе испарения воды. Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) вычисляется по формуле:

$\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}}$

Из этой формулы находим массу соды:

$m_{\text{соды}} = \omega_1 \times m_{\text{раствора1}} = 0,1 \times 70 \text{ г} = 7 \text{ г}$

После испарения части воды масса раствора уменьшилась до 60 г, но масса соды в нем осталась прежней, то есть 7 г.

Теперь вычислим новую массовую долю соды ($\omega_2$) в полученном растворе:

$\omega_2 = \frac{m_{\text{соды}}}{m_{\text{раствора2}}} \times 100\%$

Подставим числовые значения:

$\omega_2 = \frac{7 \text{ г}}{60 \text{ г}} \times 100\% \approx 11,667\%$

Округлив результат до сотых, получаем 11,67 %.

Ответ: 11,67 %

9. К 400 г 5%-ного раствора соли добавили 80 г соли. Массовая доля соли в полученном растворе стала равна

1) 12,2 %

2) 16,4 %

3) 22,2 %

4) 23,1 %

Дано:

Масса исходного раствора ($m_{раствора1}$) = 400 г
Массовая доля соли в исходном растворе ($w_1$) = 5%
Масса добавленной соли ($m_{добавленной\_соли}$) = 80 г

Масса в системе СИ измеряется в килограммах (кг). Однако, поскольку все массы в условии даны в граммах, а итоговый результат (массовая доля) является безразмерной величиной (или выражается в процентах), перевод единиц измерения в СИ не требуется.

Найти:

Массовую долю соли в полученном растворе ($w_2$).

Решение:

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

$w = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

1. Сначала найдем массу соли, которая содержалась в исходном 400 г 5%-ного раствора:

$m_{соли1} = m_{раствора1} \cdot w_1 = 400 \text{ г} \cdot \frac{5\%}{100\%} = 400 \text{ г} \cdot 0,05 = 20 \text{ г}$

2. Затем к раствору добавили еще 80 г соли. Общая масса соли в конечном растворе стала суммой исходной массы соли и добавленной:

$m_{соли2} = m_{соли1} + m_{добавленной\_соли} = 20 \text{ г} + 80 \text{ г} = 100 \text{ г}$

3. Масса конечного раствора также увеличилась на массу добавленной соли. Она равна сумме массы исходного раствора и массы добавленной соли:

$m_{раствора2} = m_{раствора1} + m_{добавленной\_соли} = 400 \text{ г} + 80 \text{ г} = 480 \text{ г}$

4. Теперь мы можем рассчитать массовую долю соли в полученном растворе:

$w_2 = \frac{m_{соли2}}{m_{раствора2}} \cdot 100\% = \frac{100 \text{ г}}{480 \text{ г}} \cdot 100\% = \frac{10}{48} \cdot 100\% \approx 0,20833 \cdot 100\% \approx 20,83\%$

Полученный в ходе вычислений результат (20,83 %) не совпадает ни с одним из предложенных вариантов ответа. Это указывает на возможную опечатку в условии задачи или в вариантах ответов. В такой ситуации, при прохождении теста, принято выбирать наиболее близкий по значению вариант. Сравним полученный результат с предложенными вариантами:

• $|20,83\% - 12,2\%| = 8,63\%$
• $|20,83\% - 16,4\%| = 4,43\%$
• $|20,83\% - 22,2\%| = 1,37\%$
• $|20,83\% - 23,1\%| = 2,27\%$

Математически наиболее близким к вычисленному значению является вариант ответа 3) 22,2 %.

Ответ: 3) 22,2 %

10. Выберите верные утверждения:

1) растворение может быть экзотермическим или эндотермическим процессом

2) при растворении веществ в воде образуются сольваты

3) гашёная известь $Ca(OH)_2$ и едкий натр $NaOH$ — гидраты

4) раствор — гомогенная система, состоящая из растворителя, растворённого вещества и продуктов их взаимодействия

5) при добавлении воды к растворяемому веществу образуются окрашенные растворы

Проанализируем каждое утверждение:

1) растворение может быть экзотермическим или эндотермическим процессом

Растворение является сложным физико-химическим процессом, который включает в себя разрыв связей в кристаллической решетке растворяемого вещества и между молекулами растворителя (требует энергии, эндотермический эффект), а также образование новых связей между частицами вещества и молекулами растворителя — сольватацию (выделяет энергию, экзотермический эффект). Общий тепловой эффект зависит от соотношения этих двух процессов.
Например, растворение концентрированной серной кислоты ($H_2SO_4$) или гидроксида натрия ($NaOH$) в воде сопровождается сильным выделением тепла (экзотермический процесс).
В то же время, растворение нитрата аммония ($NH_4NO_3$) или хлорида калия ($KCl$) приводит к поглощению тепла и охлаждению раствора (эндотермический процесс).
Следовательно, это утверждение является верным.
Ответ: утверждение верное.

2) при растворении веществ в воде образуются сольваты

Сольватация — это процесс взаимодействия частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя. Продукты этого взаимодействия называются сольватами. Когда растворителем выступает вода, этот процесс носит частное название гидратация, а образующиеся комплексы — гидраты (или гидратированные ионы/молекулы). Так как гидраты являются разновидностью сольватов, данное утверждение корректно.
Ответ: утверждение верное.

3) гашёная известь Ca(OH)₂ и едкий натр NaOH — гидраты

Это утверждение неверно. Гидратами (или кристаллогидратами) называют соединения, в кристаллическую решетку которых включены молекулы воды, например, медный купорос $CuSO_4 \cdot 5H_2O$ или железный купорос $FeSO_4 \cdot 7H_2O$.
Гашёная известь, гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), и едкий натр, гидроксид натрия ($NaOH$), являются гидроксидами, то есть относятся к классу оснований. Они содержат в своем составе гидроксогруппы (-OH), а не кристаллизационную воду.
Ответ: утверждение неверное.

4) раствор — гомогенная система, состоящая из растворителя, растворённого вещества и продуктов их взаимодействия

Это утверждение является современным определением раствора согласно физико-химической теории Д.И. Менделеева. Раствор — это не просто механическая смесь, а однородная (гомогенная) система, в которой частицы растворенного вещества взаимодействуют с молекулами растворителя, образуя сольваты (продукты взаимодействия). Поэтому данное определение является полным и верным.
Ответ: утверждение верное.

5) при добавлении воды к растворяемому веществу образуются окрашенные растворы

Это утверждение неверно, так как оно не всегда выполняется. Цвет раствора зависит от химической природы растворяемого вещества. Многие вещества образуют окрашенные растворы, например, соли меди(II) — голубые, перманганат калия ($KMnO_4$) — фиолетовый. Однако огромное количество веществ, таких как поваренная соль ($NaCl$), сахар, спирт, образуют абсолютно бесцветные растворы.
Ответ: утверждение неверное.

Итого, верными являются утверждения под номерами 1, 2 и 4.