Страница 65 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. В ряду веществ, формулы которых $H_2O$, $KOH$, $CO_2$, $K_2CO_3$, $Cu(OH)_2$, $CaO$, $SiO_2$, число оксидов равно

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение

Оксиды — это сложные вещества, которые состоят из двух химических элементов, и один из них — кислород в степени окисления -2. Проанализируем каждое вещество в заданном ряду, чтобы определить, является ли оно оксидом.

1. $H_2O$ (вода) — это соединение водорода и кислорода. Оно состоит из двух элементов, один из которых кислород. Следовательно, $H_2O$ — это оксид (оксид водорода).

2. $KOH$ (гидроксид калия) — это соединение, состоящее из трех элементов: калия (K), кислорода (O) и водорода (H). Это вещество относится к классу оснований (гидроксидов), а не оксидов.

3. $CO_2$ (диоксид углерода) — это соединение углерода и кислорода. Оно состоит из двух элементов. Следовательно, $CO_2$ — это оксид (оксид углерода(IV)).

4. $K_2CO_3$ (карбонат калия) — это соединение, состоящее из трех элементов: калия (K), углерода (C) и кислорода (O). Это вещество относится к классу солей, а не оксидов.

5. $Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(II)) — это соединение, состоящее из трех элементов: меди (Cu), кислорода (O) и водорода (H). Это вещество относится к классу оснований (гидроксидов), а не оксидов.

6. $CaO$ (оксид кальция) — это соединение кальция и кислорода. Оно состоит из двух элементов. Следовательно, $CaO$ — это оксид.

7. $SiO_2$ (диоксид кремния) — это соединение кремния и кислорода. Оно состоит из двух элементов. Следовательно, $SiO_2$ — это оксид (оксид кремния(IV)).

Подсчитаем количество оксидов в списке: $H_2O$, $CO_2$, $CaO$, $SiO_2$. Всего 4 вещества.

Ответ: 4

2. Оксиды называются кислотными, так как

а) они состоят из атомов металлов и кислорода

б) они взаимодействуют с водой и образуют кислоты

в) им соответствуют кислоты

г) они состоят из атомов неметаллов и кислорода

Решение

Кислотные оксиды получили свое название из-за их химической связи с кислотами. Чтобы определить наиболее точную причину, по которой оксиды называют кислотными, необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов.

а) они состоят из атомов металлов и кислорода
Это утверждение неверно. Оксиды, состоящие из атомов металлов и кислорода, как правило, являются основными (например, оксид кальция $CaO$, оксид натрия $Na_2O$) или амфотерными (например, оксид алюминия $Al_2O_3$, оксид цинка $ZnO$). Кислотные оксиды могут быть образованы металлами, но только в их высших степенях окисления (например, $CrO_3$, $Mn_2O_7$), что является скорее исключением, а не общим правилом.

б) они взаимодействуют с водой и образуют кислоты
Это свойство характерно для многих, но не для всех кислотных оксидов. Например, оксид серы(VI) $SO_3$ реагирует с водой, образуя серную кислоту по реакции $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$. Однако другой типичный кислотный оксид, оксид кремния(IV) $SiO_2$, практически не взаимодействует с водой. Следовательно, это свойство не может служить универсальным определением.

в) им соответствуют кислоты
Это наиболее точное и общее определение. Для любого кислотного оксида существует соответствующая кислородсодержащая кислота (гидроксид), ангидридом которой он является. Например, оксиду углерода(IV) $CO_2$ соответствует угольная кислота $H_2CO_3$; оксиду фосфора(V) $P_2O_5$ — ортофосфорная кислота $H_3PO_4$. Эта связь верна даже для оксидов, не реагирующих с водой напрямую (как $SiO_2$, которому соответствует кремниевая кислота $H_2SiO_3$, получаемая косвенными методами). Именно эта фундаментальная генетическая связь «оксид ←→ кислота» и определяет класс кислотных оксидов.

г) они состоят из атомов неметаллов и кислорода
В основном это так, но данное утверждение не является строгим правилом и имеет важные исключения. Во-первых, не все оксиды неметаллов являются кислотными — существуют и так называемые несолеобразующие (безразличные) оксиды, такие как $CO$, $NO$, $N_2O$. Во-вторых, как уже упоминалось в пункте «а», оксиды некоторых металлов в высоких степенях окисления ($Mn_2O_7$, $CrO_3$) также являются кислотными.

Таким образом, проанализировав все варианты, можно заключить, что наиболее полным и химически корректным определением является то, что кислотным оксидам соответствуют кислоты.
Ответ: в.

3. Выберите ряд формул, в котором каждое вещество — основный оксид.

1) $CO_2$, $SiO_2$, $SO_2$

2) $K_2O$, $BaO$, $MgO$

3) $CaO$, $Na_2O$, $CO$

4) $H_2O$, $Al_2O_3$, $KOH$

Для того чтобы выбрать правильный ряд, необходимо проанализировать химические свойства каждого вещества в предложенных вариантах. Оснóвные оксиды — это оксиды металлов, которые при взаимодействии с кислотами образуют соль и воду. Обычно это оксиды металлов I и II групп главных подгрупп (щелочных и щелочноземельных) и оксиды переходных металлов в низких степенях окисления.

1) $CO_2$, $SiO_2$, $SO_2$
Все три вещества являются оксидами неметаллов: $CO_2$ (оксид углерода(IV)), $SiO_2$ (оксид кремния(IV)), $SO_2$ (оксид серы(IV)). Таким оксидам соответствуют кислоты ($H_2CO_3$, $H_2SiO_3$, $H_2SO_3$ соответственно), поэтому они относятся к классу кислотных оксидов. Этот ряд не подходит.

2) $K_2O$, $BaO$, $MgO$
$K_2O$ (оксид калия) — оксид щелочного металла, ему соответствует основание $KOH$. Это оснóвный оксид.
$BaO$ (оксид бария) — оксид щелочноземельного металла, ему соответствует основание $Ba(OH)_2$. Это оснóвный оксид.
$MgO$ (оксид магния) — оксид щелочноземельного металла, ему соответствует основание $Mg(OH)_2$. Это оснóвный оксид.
Все вещества в данном ряду являются оснóвными оксидами. Этот ряд подходит.

3) $CaO$, $Na_2O$, $CO$
$CaO$ (оксид кальция) и $Na_2O$ (оксид натрия) — это оснóвные оксиды. Однако $CO$ (оксид углерода(II)) является несолеобразующим (безразличным) оксидом, так как он не образует солей при реакции с кислотами или основаниями. Следовательно, этот ряд не подходит.

4) $H_2O$, $Al_2O_3$, $KOH$
Этот ряд содержит вещества разных классов. $H_2O$ (оксид водорода) и $Al_2O_3$ (оксид алюминия) являются амфотерными оксидами (реагируют и с кислотами, и со щелочами). $KOH$ (гидроксид калия) — это основание (щелочь), а не оксид. Этот ряд не подходит.

Таким образом, единственный ряд, в котором все вещества являются оснóвными оксидами, — это ряд под номером 2.

Ответ: 2

4. Выберите формулу кислотного оксида.

1) $N_2O_3$

2) $CuO$

3) $Fe_2O_3$

4) $BaO$

Для того чтобы определить, какой из оксидов является кислотным, необходимо проанализировать элемент, образующий оксид, и его химические свойства. Кислотные оксиды, как правило, образованы неметаллами или металлами в высокой степени окисления. Они реагируют с основаниями и водой (с образованием кислот). Основные оксиды образованы металлами в низких степенях окисления и реагируют с кислотами. Амфотерные оксиды проявляют свойства как кислотных, так и основных оксидов.

Рассмотрим предложенные варианты:

1. 1) $N_2O_3$

   Оксид азота(III) — это оксид неметалла (азота). Оксиды неметаллов, за исключением несолеобразующих ($CO, NO, N_2O$), являются кислотными. Оксиду азота(III) соответствует азотистая кислота ($HNO_2$). При реакции с водой $N_2O_3$ образует эту кислоту: $N_2O_3 + H_2O \rightarrow 2HNO_2$. Следовательно, $N_2O_3$ — это кислотный оксид.

2. 2) $CuO$

   Оксид меди(II) — это оксид металла (меди) в степени окисления +2. Данный оксид является основным, так как он реагирует с кислотами с образованием соли и воды (например, $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$), но не вступает в реакцию с щелочами.

3. 3) $Fe_2O_3$

   Оксид железа(III) — это оксид металла (железа) в степени окисления +3. Этот оксид является амфотерным, поскольку он способен реагировать как с кислотами ($Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$), так и с концентрированными щелочами при сплавлении ($Fe_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NaFeO_2 + H_2O$).

4. 4) $BaO$

   Оксид бария — это оксид щелочноземельного металла (бария). Оксиды металлов I и II групп главной подгруппы являются основными. Оксид бария активно реагирует с водой, образуя сильное основание — гидроксид бария ($Ba(OH)_2$): $BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$. Таким образом, $BaO$ — это типичный основный оксид.

Проанализировав все варианты, мы приходим к выводу, что единственным кислотным оксидом в данном списке является $N_2O_3$.

Ответ: 1

5. Оксиду серы(VI) соответствует кислота, формула которой

1) $H_2SO_3$

2) $Na_2SO_4$

3) $H_2SO_4$

4) $H_2SiO_3$

Решение

Кислотным оксидам соответствуют кислородсодержащие кислоты, в которых кислотообразующий элемент имеет ту же степень окисления, что и в оксиде.

1. Определим формулу оксида серы(VI). Римская цифра (VI) в названии соединения указывает на то, что степень окисления серы (S) равна +6. Степень окисления кислорода (O) в оксидах равна -2. Для составления формулы подберем индексы так, чтобы сумма степеней окисления всех атомов в молекуле была равна нулю. Наименьшее общее кратное для 6 и 2 равно 6. Индексы будут: для серы $6/6=1$, для кислорода $6/2=3$. Таким образом, формула оксида серы(VI) — $SO_3$.

2. Теперь найдем кислоту из предложенных вариантов, в которой сера также имеет степень окисления +6. Для этого рассчитаем степень окисления серы в каждой из формул, помня, что у водорода (H) она +1, а у кислорода (O) -2.

1) $H_2SO_3$ (сернистая кислота). Пусть степень окисления серы равна x. Составим уравнение: $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $2 + x - 6 = 0$, и $x = +4$. Эта кислота соответствует оксиду серы(IV) ($SO_2$).

2) $Na_2SO_4$ (сульфат натрия). Это вещество относится к классу солей, а не кислот.

3) $H_2SO_4$ (серная кислота). Пусть степень окисления серы равна x. Составим уравнение: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $2 + x - 8 = 0$, и $x = +6$. Степень окисления серы +6 совпадает с таковой в оксиде серы(VI).

4) $H_2SiO_3$ (кремниевая кислота). В этом соединении кислотообразующим элементом является кремний (Si), а не сера.

Следовательно, оксиду серы(VI) ($SO_3$) соответствует серная кислота ($H_2SO_4$). Это также подтверждается химической реакцией гидратации оксида: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$.

Ответ: 3) $H_2SO_4$.

6. Оксиду меди(I) соответствует основание, формула которого

1) $Cu(OH)_2$

2) $CuOH$

3) $Ca(OH)_2$

4) $CuO$

Решение

В вопросе требуется определить формулу основания, соответствующего оксиду меди(I). Основным оксидам соответствуют основания (гидроксиды), в которых металл проявляет ту же степень окисления, что и в исходном оксиде.

1. Определим степень окисления меди в оксиде меди(I). Римская цифра (I) в названии указывает, что степень окисления меди ($Cu$) равна +1. Формула оксида меди(I) — $Cu_2O$.

2. Составим формулу соответствующего основания. Основание состоит из катиона металла и гидроксид-анионов ($OH^-$). Заряд гидроксид-аниона равен -1. Поскольку степень окисления меди равна +1 ($Cu^{+1}$), для образования электронейтральной молекулы гидроксида требуется один гидроксид-анион. Таким образом, формула гидроксида меди(I) — $CuOH$.

3. Проанализируем предложенные варианты:

• 1) $Cu(OH)_2$ — это гидроксид меди(II), где степень окисления меди +2. Он соответствует оксиду меди(II) ($CuO$).
• 2) $CuOH$ — это гидроксид меди(I), где степень окисления меди +1. Он соответствует оксиду меди(I) ($Cu_2O$). Этот вариант верный.
• 3) $Ca(OH)_2$ — это гидроксид кальция, основание, соответствующее оксиду кальция ($CaO$).
• 4) $CuO$ — это оксид меди(II), а не основание.

Следовательно, оксиду меди(I) соответствует основание, формула которого $CuOH$.

Ответ: 2

7. Верны ли утверждения об оксидах?

А. Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни со щелочами.

Б. Кислотные оксиды взаимодействуют со щелочами с образованием соли и воды.

1) верно только А

2) оба утверждения верны

3) верно только Б

4) оба утверждения неверны

Решение

А. Рассмотрим утверждение: Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни со щелочами.
Это утверждение является верным. Несолеобразующие (или индифферентные) оксиды по определению не проявляют выраженных кислотно-основных свойств. Они не вступают в реакции солеобразования ни с кислотами, ни с основаниями (включая щелочи) в обычных условиях. Типичными примерами несолеобразующих оксидов являются оксид углерода(II) ($CO$), оксид азота(I) ($N_2O$) и оксид азота(II) ($NO$).

Б. Рассмотрим утверждение: Кислотные оксиды взаимодействуют со щелочами с образованием соли и воды.
Это утверждение также является верным. Это одно из фундаментальных химических свойств кислотных оксидов, которые являются ангидридами соответствующих кислот. Реакция кислотного оксида со щелочью является реакцией нейтрализации. Например, взаимодействие оксида углерода(IV) с гидроксидом натрия приводит к образованию соли (карбоната натрия) и воды:
$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

Поскольку оба утверждения, А и Б, являются верными, правильный вариант ответа — 2.

Ответ: 2

8. Все кислотные оксиды могут взаимодействовать

1) с основными оксидами и водой

2) с основными оксидами и со щелочами

3) со щелочами и с водой

4) с кислотами и водой

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать общие химические свойства, характерные для всех кислотных оксидов. Кислотные оксиды — это оксиды, которым соответствуют кислоты. Они образуются, как правило, неметаллами (например, $CO_2$, $SO_2$, $P_2O_5$) или металлами в высоких степенях окисления ($CrO_3$, $Mn_2O_7$).

Рассмотрим предложенные варианты ответов.

Взаимодействие с основными оксидами является характерным свойством для всех кислотных оксидов, в результате реакции образуется соль. Например: $CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$.Однако не все кислотные оксиды могут взаимодействовать с водой. Ярким примером исключения является оксид кремния(IV) $SiO_2$, который является кислотным оксидом, но с водой не реагирует. Следовательно, это утверждение не является верным для всех кислотных оксидов.

Как было сказано выше, все кислотные оксиды реагируют с основными оксидами. Также все без исключения кислотные оксиды реагируют со щелочами (растворимыми в воде основаниями) с образованием соли и, как правило, воды.Примеры реакций:$SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$Даже оксид кремния(IV) $SiO_2$, который не реагирует с водой, взаимодействует со щелочами:$SiO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SiO_3 + H_2O$Таким образом, взаимодействие с основными оксидами и щелочами — это общие свойства, присущие всем кислотным оксидам. Данное утверждение является верным.

Взаимодействие со щелочами является общим свойством для всех кислотных оксидов. Однако, как было показано в анализе первого пункта, реакция с водой характерна не для всех кислотных оксидов (например, $SiO_2$ не реагирует с водой). Поэтому данное утверждение неверно.

Кислотные оксиды не реагируют с кислотами, так как оба класса соединений проявляют кислотные свойства ("подобное с подобным не реагирует"). Кроме того, как уже было установлено, не все кислотные оксиды реагируют с водой. Следовательно, это утверждение неверно.

Ответ: 2