Страница 67 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

2. Оксиды называются основными, так как

1) они состоят из атомов неметаллов и кислорода

2) они взаимодействуют с водой и образуют основания

3) им соответствуют основания

4) они состоят из атомов металлов и кислорода

Оксиды классифицируются по их химическим свойствам и способности взаимодействовать с кислотами и основаниями. Основными оксидами называют оксиды, которые проявляют основные свойства, то есть реагируют с кислотами с образованием соли и воды. Давайте разберем предложенные варианты, чтобы понять, какой из них является наиболее точным определением.

1) они состоят из атомов неметаллов и кислорода
Это утверждение неверно. Оксиды неметаллов, как правило, являются кислотными (например, $SO_2$, $P_2O_5$) или несолеобразующими ($CO$, $NO$). Основные же оксиды образуются преимущественно металлами с низкой или средней степенью окисления.

2) они взаимодействуют с водой и образуют основания
Это свойство характерно только для оксидов наиболее активных металлов — щелочных (Li, Na, K и др.) и щелочноземельных (Ca, Sr, Ba). Например, $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$. Однако большинство основных оксидов, такие как $CuO$, $FeO$, $NiO$, нерастворимы в воде и не реагируют с ней, но при этом всё равно относятся к классу основных, так как реагируют с кислотами. Следовательно, это не может быть общим определением.

3) им соответствуют основания
Это наиболее точное и фундаментальное определение. Каждому основному оксиду можно поставить в соответствие основание (гидроксид металла). Например, оксиду меди(II) $CuO$ соответствует гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$, оксиду железа(III) $Fe_2O_3$ соответствует гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$. Хоть эти гидроксиды и не получаются прямой реакцией оксида с водой, они существуют и являются основаниями. Именно эта генетическая связь с основаниями и определяет название "основные оксиды".

4) они состоят из атомов металлов и кислорода
Это утверждение является необходимым, но не достаточным условием. Действительно, основные оксиды — это оксиды металлов. Однако не все оксиды металлов являются основными. Существуют также амфотерные оксиды (например, $Al_2O_3$, $ZnO$), которые проявляют как основные, так и кислотные свойства, и кислотные оксиды (например, $CrO_3$, $Mn_2O_7$), образованные металлами в высокой степени окисления. Поэтому простое указание на состав не является определением класса.

Таким образом, наиболее верным и полным является утверждение о том, что основным оксидам соответствуют основания.
Ответ: 3

3. Укажите ряд формул, в котором все оксиды кислотные.

1) $N_2O_5$, $CO_2$, $BaO$

2) $KOH$, $HCl$, $SO_2$

3) $SiO_2$, $SO_3$, $CO_2$

4) $P_2O_5$, $CO_2$, $K_2O$

Для того чтобы определить, в каком ряду все оксиды являются кислотными, необходимо проанализировать каждое вещество в предложенных вариантах.

Кислотные оксиды — это оксиды, которые образованы неметаллами или металлами в высокой степени окисления. Они способны реагировать с основаниями, образуя соль и воду.

Рассмотрим каждый ряд:

1) $N_2O_5$, $CO_2$, $BaO$
$N_2O_5$ (оксид азота(V)) и $CO_2$ (оксид углерода(IV)) являются кислотными оксидами, так как образованы неметаллами. Однако $BaO$ (оксид бария) — это основный оксид, так как барий — щелочноземельный металл. Следовательно, этот ряд не подходит.

2) $KOH$, $HCl$, $SO_2$
В этом ряду не все вещества являются оксидами. $KOH$ (гидроксид калия) — это основание (щёлочь), а $HCl$ (хлороводородная кислота) — кислота. Только $SO_2$ (оксид серы(IV)) является кислотным оксидом. Следовательно, этот ряд не подходит.

3) $SiO_2$, $SO_3$, $CO_2$
$SiO_2$ (оксид кремния(IV)), $SO_3$ (оксид серы(VI)) и $CO_2$ (оксид углерода(IV)) — все эти вещества являются оксидами неметаллов и проявляют кислотные свойства. $SiO_2$ соответствует кремниевой кислоте ($H_2SiO_3$), $SO_3$ — серной кислоте ($H_2SO_4$), а $CO_2$ — угольной кислоте ($H_2CO_3$). Все оксиды в этом ряду кислотные.

4) $P_2O_5$, $CO_2$, $K_2O$
$P_2O_5$ (оксид фосфора(V)) и $CO_2$ (оксид углерода(IV)) являются кислотными оксидами. Однако $K_2O$ (оксид калия) — это основный оксид, так как калий — щелочной металл. Следовательно, этот ряд не подходит.

Таким образом, единственный ряд, в котором представлены только кислотные оксиды, находится под номером 3.

Ответ: 3

4. Выберите формулу основного оксида.

1) $CO_2$

2) $B_2O_3$

3) $N_2O_5$

4) $CuO$

Решение

Для того чтобы выбрать формулу основного оксида, необходимо определить химический характер каждого из предложенных соединений. Оксиды классифицируются на основные, кислотные, амфотерные и несолеобразующие.

• Основные оксиды – это оксиды металлов, как правило, в низких степенях окисления (I, II). Они реагируют с кислотами с образованием соли и воды.
• Кислотные оксиды – это оксиды неметаллов или металлов в высоких степенях окисления (V, VI, VII). Они реагируют со щелочами с образованием соли и воды.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) $CO_2$ (оксид углерода(IV)) – это оксид неметалла углерода. Оксиды неметаллов (за исключением несолеобразующих) являются кислотными. $CO_2$ соответствует угольная кислота ($H_2CO_3$), поэтому это кислотный оксид.

2) $B_2O_3$ (оксид бора(III)) – это оксид неметалла (металлоида) бора. Он проявляет кислотные свойства, ему соответствует борная кислота ($H_3BO_3$). Следовательно, это кислотный оксид.

3) $N_2O_5$ (оксид азота(V)) – это оксид неметалла азота в высшей степени окисления +5. Это типичный кислотный оксид, которому соответствует азотная кислота ($HNO_3$).

4) $CuO$ (оксид меди(II)) – это оксид металла меди. Степень окисления меди равна +2. Оксиды металлов в таких степенях окисления обычно являются основными. $CuO$ реагирует с кислотами, например, с соляной кислотой: $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$. Это характерное свойство основных оксидов. Этому оксиду соответствует нерастворимое основание – гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$).

Таким образом, из предложенного перечня только оксид меди(II) является основным.

Ответ: 4) $CuO$.

5. Оксиду меди(II) соответствует основание, формула которого

1) $Cu(OH)_2$

2) $CuOH$

3) $Ca(OH)_2$

4) $CuO$

Решение:

Оксид меди(II) — это химическое соединение меди с кислородом, в котором медь проявляет степень окисления +2. Химическая формула оксида меди(II) — $CuO$.

Каждому основному оксиду соответствует гидроксид (основание), в котором металл имеет ту же самую степень окисления. Гидроксиды состоят из катиона металла и гидроксид-анионов ($OH^{-}$). Заряд гидроксид-аниона равен -1.

Чтобы составить формулу основания, соответствующего оксиду меди(II), необходимо взять катион меди со степенью окисления +2 ($Cu^{2+}$) и уравновесить его заряд соответствующим числом гидроксид-анионов. Для компенсации заряда $+2$ требуются два аниона $OH^{-}$ с общим зарядом $-2$.

Следовательно, формула искомого основания — $Cu(OH)_2$, которое называется гидроксид меди(II).

Проанализируем предложенные варианты ответов:

1) $Cu(OH)_2$ — гидроксид меди(II). Это правильный ответ, так как в этом соединении степень окисления меди равна +2.

2) $CuOH$ — гидроксид меди(I). В этом соединении степень окисления меди равна +1, что соответствует оксиду меди(I) ($Cu_2O$).

3) $Ca(OH)_2$ — гидроксид кальция. Это основание соответствует оксиду кальция ($CaO$), а не оксиду меди.

4) $CuO$ — это сам оксид меди(II), а не соответствующее ему основание.

Ответ: 1) $Cu(OH)_2$

6. Оксиду серы(IV) соответствует кислота, формула которой

1) $H_2SO_3$

2) $Na_2SO_4$

3) $H_2SO_4$

4) $H_2SiO_3$

Решение

Чтобы определить, какая кислота соответствует оксиду серы(IV), необходимо выполнить несколько шагов.

1. Установить формулу оксида серы(IV). В названии соединения "оксид серы(IV)" римская цифра (IV) указывает на степень окисления серы, которая равна +4. Степень окисления кислорода в оксидах, как правило, составляет -2. Для того чтобы молекула была электронейтральной, на один атом серы со степенью окисления +4 должно приходиться два атома кислорода. Таким образом, химическая формула оксида серы(IV) — это $SO_2$. Данный оксид относится к классу кислотных оксидов.

2. Найти соответствующую кислоту. Кислотному оксиду соответствует кислородсодержащая кислота, в которой кислотообразующий элемент (в данном случае сера) имеет ту же степень окисления, что и в оксиде. Следовательно, нам нужно найти кислоту, в которой сера имеет степень окисления +4.

3. Проанализируем предложенные варианты:

1) H₂SO₃ (сернистая кислота). Рассчитаем степень окисления серы (S) в этой кислоте. Степень окисления водорода (H) равна +1, а кислорода (O) — -2. Пусть степень окисления серы равна $x$. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю: $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$ $2 + x - 6 = 0$ $x = +4$ Степень окисления серы (+4) в сернистой кислоте совпадает со степенью окисления серы в оксиде $SO_2$. Следовательно, это правильный вариант.

2) Na₂SO₄ (сульфат натрия). Данное вещество является солью, а не кислотой. Этот вариант не подходит.

3) H₂SO₄ (серная кислота). Рассчитаем степень окисления серы в этой кислоте: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$ $2 + x - 8 = 0$ $x = +6$ Эта кислота соответствует оксиду серы(VI) ($SO_3$), а не оксиду серы(IV). Этот вариант не подходит.

4) H₂SiO₃ (кремниевая кислота). Эта кислота содержит в качестве центрального атома кремний (Si), а не серу (S). Этот вариант не подходит.

Таким образом, оксиду серы(IV) соответствует сернистая кислота $H_2SO_3$.

Ответ: 1) $H_2SO_3$.

7. Верны ли утверждения об оксидах?

А. К несолеобразующим оксидам относятся оксиды углерода и азота.

Б. Кислотные и основные оксиды относятся к солеобразующим оксидам.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Для выбора правильного варианта ответа необходимо проанализировать каждое из предложенных утверждений.

А. К несолеобразующим оксидам относятся оксиды углерода и азота.

Несолеобразующими (или безразличными) оксидами называют такие оксиды, которые не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями и, соответственно, не образуют солей. Типичными представителями этого класса веществ являются оксиды неметаллов в низших степенях окисления. К ним действительно относятся оксиды углерода и азота, например: оксид углерода(II) ($CO$), оксид азота(I) ($N_2O$) и оксид азота(II) ($NO$). Утверждение не говорит, что все оксиды данных элементов являются несолеобразующими, а лишь указывает на то, что среди оксидов этих элементов есть несолеобразующие. Следовательно, утверждение А верно.

Б. Кислотные и основные оксиды относятся к солеобразующим оксидам.

Солеобразующие оксиды — это оксиды, которые способны реагировать с кислотами или основаниями с образованием соли и воды. Всю группу солеобразующих оксидов принято делить на основные, кислотные и амфотерные. Основные оксиды (например, $CaO$) реагируют с кислотами ($CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$), а кислотные (например, $CO_2$) — с основаниями ($CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$). И те, и другие в результате образуют соли. Таким образом, по определению, кислотные и основные оксиды являются солеобразующими. Следовательно, утверждение Б тоже верно.

Поскольку оба утверждения (А и Б) верны, правильным является вариант ответа, утверждающий, что верны оба утверждения.

Ответ: 3

8. Все основные оксиды могут взаимодействовать

1) с водой и кислотами

2) со щелочами

3) с кислотными оксидами и водой

4) с кислотными оксидами и кислотами

Решение:

Основные оксиды — это оксиды, которые проявляют основные свойства. Как правило, это оксиды металлов в степенях окисления +1 и +2. Чтобы определить, какие реакции характерны для всех основных оксидов, необходимо проанализировать каждый предложенный вариант.

1) с водой и кислотами
Все основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды. Это их ключевое свойство. Например: $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$. Однако с водой реагируют далеко не все основные оксиды. Этому взаимодействию подвержены только оксиды щелочных (Na, K) и некоторых щелочноземельных (Ca, Sr, Ba) металлов, в результате чего образуются щёлочи: $Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$. Такие оксиды, как $CuO$, $FeO$, $Fe_2O_3$, с водой не реагируют. Поэтому данное утверждение неверно для всех основных оксидов.

2) со щелочами
Основные оксиды не вступают в реакцию со щелочами (растворимыми основаниями), так как и те, и другие являются веществами с основными свойствами. Подобное с подобным в данном случае не реагирует. Следовательно, этот вариант неверный.

3) с кислотными оксидами и водой
Как и в первом пункте, утверждение о реакции с водой делает этот вариант неверным, поскольку не все основные оксиды реагируют с водой. Несмотря на то, что все основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, невыполнение одного из условий делает весь вариант неправильным.

4) с кислотными оксидами и кислотами
Это утверждение полностью корректно. Способность реагировать с веществами, обладающими кислотными свойствами, является определяющей для основных оксидов. Все без исключения основные оксиды взаимодействуют:
- с кислотами, образуя соль и воду: $CaO + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O$.
- с кислотными оксидами, образуя соль: $3Li_2O + P_2O_5 \rightarrow 2Li_3PO_4$.
Оба этих типа реакций характерны для всех основных оксидов.

Ответ: 4

9. С раствором гидроксида натрия взаимодействует оксид, формула которого

1) $CO_2$

2) $CaO$

3) $Na_2O$

4) $BaO$

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Согласно химическим свойствам оснований, щёлочи вступают в реакцию с оксидами, проявляющими кислотные или амфотерные свойства. Они не реагируют с основными оксидами. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) $CO_2$
Оксид углерода(IV) ($CO_2$), известный как углекислый газ, является типичным кислотным оксидом. Кислотные оксиды взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду. Реакция с гидроксидом натрия протекает по уравнению: $2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$. Таким образом, этот оксид взаимодействует с раствором гидроксида натрия.

2) $CaO$
Оксид кальция ($CaO$) — это основный оксид. Основные оксиды не вступают в реакцию с основаниями, поэтому взаимодействия между $CaO$ и $NaOH$ не происходит.

3) $Na_2O$
Оксид натрия ($Na_2O$) является основным оксидом. Более того, это оксид, который соответствует самому гидроксиду натрия ($NaOH$). Реакция между ними невозможна. При растворении в воде $Na_2O$ образует $NaOH$.

4) $BaO$
Оксид бария ($BaO$) также является основным оксидом. Как и другие основные оксиды, он не будет реагировать со щёлочью $NaOH$.

Следовательно, из предложенного списка с раствором гидроксида натрия будет взаимодействовать только кислотный оксид $CO_2$.
Ответ: 1

10. Укажите формулы оксидов, вступающих в реакцию друг с другом.

1) $Li_2O$ и $CaO$

2) $CO_2$ и $N_2O_5$

3) $SO_2$ и $K_2O$

4) $CO$ и $FeO$

Для того чтобы определить, какая пара оксидов будет вступать в реакцию, необходимо проанализировать химические свойства каждого оксида. Взаимодействие, как правило, происходит между оксидами с противоположными свойствами: основным и кислотным. Оксиды с одинаковыми свойствами (два основных или два кислотных) друг с другом не реагируют.

1) Li₂O и CaO

Оксид лития ($Li_2O$) является основным оксидом, так как образован щелочным металлом. Оксид кальция ($CaO$) также является основным оксидом, так как образован щелочноземельным металлом. Два основных оксида не вступают в реакцию друг с другом.

2) CO₂ и N₂O₅

Диоксид углерода ($CO_2$) — это кислотный оксид, которому соответствует слабая угольная кислота ($H_2CO_3$). Оксид азота(V) ($N_2O_5$) — также является сильным кислотным оксидом, которому соответствует сильная азотная кислота ($HNO_3$). Два кислотных оксида не реагируют друг с другом.

3) SO₂ и K₂O

Диоксид серы ($SO_2$) — это кислотный оксид, которому соответствует сернистая кислота ($H_2SO_3$). Оксид калия ($K_2O$) — это основный оксид, так как образован щелочным металлом. Кислотный оксид и основный оксид вступают в реакцию с образованием соли. Эта реакция является классическим примером кислотно-основного взаимодействия оксидов.
Уравнение реакции: $SO_2 + K_2O \rightarrow K_2SO_3$ (образуется сульфит калия).
Следовательно, данная пара оксидов реагирует.

4) CO и FeO

Оксид углерода(II) ($CO$), или угарный газ, является несолеобразующим оксидом, то есть не проявляет ни кислотных, ни основных свойств в реакциях ионного обмена. Оксид железа(II) ($FeO$) является основным оксидом. С точки зрения кислотно-основных взаимодействий, реакции между ними нет. Однако $CO$ является восстановителем и может вступать в окислительно-восстановительную реакцию с оксидами металлов средней активности при нагревании: $FeO + CO \xrightarrow{t} Fe + CO_2$. Несмотря на то, что реакция возможна, в контексте общих свойств и классификации оксидов, пара в пункте 3 является наиболее корректным ответом, так как демонстрирует фундаментальное кислотно-основное взаимодействие.

Таким образом, наиболее правильный ответ — это пара, состоящая из кислотного и основного оксида, которые вступают в реакцию с образованием соли.

Ответ: 3) $SO_2$ и $K_2O$

11. Укажите свойства, характерные для кислотных оксидов:

1) являются жидкостями

2) реагируют с водой, образуя растворимые кислоты

3) вступают в реакции со щелочами

4) реагируют друг с другом с образованием солей

5) вступают в реакцию с кислотами

Решение

Кислотные оксиды – это оксиды, которые проявляют кислотные свойства, то есть реагируют с основаниями с образованием соли и воды. Как правило, это оксиды неметаллов (например, $CO_2$, $SO_3$) или металлов в высоких степенях окисления (например, $Mn_2O_7$, $CrO_3$). Проанализируем каждое из предложенных свойств.

1) являются жидкостями

Данное утверждение неверно. Агрегатное состояние кислотных оксидов при стандартных условиях может быть различным:

• Газообразные: оксид углерода(IV) ($CO_2$), оксид серы(IV) ($SO_2$), оксид азота(IV) ($NO_2$).
• Жидкие: оксид серы(VI) ($SO_3$), оксид хлора(VII) ($Cl_2O_7$).
• Твёрдые: оксид кремния(IV) ($SiO_2$), оксид фосфора(V) ($P_2O_5$).

Таким образом, это не является общей характеристикой для всех кислотных оксидов.

2) реагируют с водой, образуя растворимые кислоты

Это свойство характерно для большинства кислотных оксидов. Такие оксиды называют кислотными ангидридами. Например, оксид серы(VI) реагирует с водой, образуя растворимую серную кислоту: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$. Однако это правило имеет важные исключения. Например, оксид кремния($IV$) $SiO_2$ является кислотным оксидом, но с водой не реагирует. Соответствующая ему кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) нерастворима и получается косвенными методами. Несмотря на исключения, эта реакция является одной из важнейших характеристик кислотных оксидов, особенно в рамках школьного курса химии.

3) вступают в реакции со щелочами

Это утверждение абсолютно верно и является ключевым, определяющим свойством всех без исключения кислотных оксидов. Они реагируют с основаниями (в частности, со щелочами) с образованием соли и, как правило, воды. Это основное проявление их кислотного характера. Пример реакции: $CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$. Даже нерастворимый в воде $SiO_2$ реагирует со щелочами: $SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O$.

4) реагируют друг с другом с образованием солей

Это утверждение неверно. Кислотные оксиды имеют одинаковую химическую природу («кислотную»), поэтому друг с другом не взаимодействуют с образованием солей. Реакция с образованием соли возможна между оксидами с противоположными свойствами: кислотным и основным ($CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$).

5) вступают в реакцию с кислотами

Это утверждение неверно. Проявляя кислотные свойства, кислотные оксиды не вступают в реакции с кислотами. Они реагируют с соединениями, обладающими основными или амфотерными свойствами.

Таким образом, наиболее характерными свойствами для кислотных оксидов из предложенного списка являются реакция со щелочами (универсальное свойство) и реакция с водой (свойство большинства из них). Учитывая, что в вопросе требуется указать «свойства» (множественное число), следует выбрать оба этих пункта.

Ответ: 2, 3.