Страница 68 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.

ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

А) $CaO + SO_2 \to$

Б) $CO_2 + Ca(OH)_2 \to$

В) $Cu(OH)_2 \to$

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

1) $CaSO_3$

2) $CuO + H_2O$

3) $CaC_2 + H_2O$

4) $CaSO_4$

5) $CaCO_3 + H_2O$

А) $CaO + SO_2 \rightarrow$

Решение:
В данной реакции взаимодействуют основный оксид ($CaO$, оксид кальция) и кислотный оксид ($SO_2$, диоксид серы). При взаимодействии основного оксида с кислотным образуется соль. Кислотному оксиду $SO_2$ (оксид серы(IV)) соответствует сернистая кислота $H_2SO_3$. Следовательно, продуктом реакции будет соль этой кислоты — сульфит кальция ($CaSO_3$).
Уравнение реакции: $CaO + SO_2 \rightarrow CaSO_3$.
Этот продукт соответствует варианту 1.
Ответ: 1

Б) $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow$

Решение:
В данной реакции взаимодействуют кислотный оксид ($CO_2$, диоксид углерода) и основание ($Ca(OH)_2$, гидроксид кальция, известковая вода). Реакция между кислотным оксидом и основанием (реакция нейтрализации) приводит к образованию соли и воды. Продуктами являются нерастворимый в воде карбонат кальция ($CaCO_3$) и вода ($H_2O$).
Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$.
Эти продукты соответствуют варианту 5.
Ответ: 5

В) $Cu(OH)_2 \rightarrow$

Решение:
В данном случае представлена реакция разложения, так как имеется только одно исходное вещество — гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$). Гидроксид меди(II) является нерастворимым основанием. Нерастворимые основания (кроме гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов) при нагревании разлагаются на соответствующий оксид металла и воду.
Уравнение реакции: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$.
Продуктами являются оксид меди(II) ($CuO$) и вода ($H_2O$). Эти продукты соответствуют варианту 2.
Ответ: 2

13. Оксид кальция (негашёная известь) и оксид магния (жжёная магнезия) используются в производстве строительных материалов. Сравните свойства этих оксидов.

Оксид кальция ($CaO$, негашёная известь) и оксид магния ($MgO$, жжёная магнезия) являются оксидами металлов II группы главной подгруппы Периодической системы. Оба относятся к классу основных оксидов и представляют собой белые кристаллические тугоплавкие вещества. Несмотря на сходство, их свойства имеют существенные различия, обусловленные разным положением магния и кальция в Периодической системе.

Основное различие в химических свойствах заключается в их активности и основности. Кальций находится в 4-м периоде, а магний — в 3-м. В группе сверху вниз металлические свойства элементов и основный характер их оксидов и гидроксидов усиливаются. Поэтому оксид кальция является более сильным основным оксидом, чем оксид магния. Это ярко проявляется в их взаимодействии с водой. Оксид кальция бурно реагирует с водой, выделяя большое количество теплоты (экзотермическая реакция), этот процесс называют "гашением извести". В результате образуется сильное основание — гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ (гашёная известь), который является щёлочью.

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

Оксид магния, напротив, практически не взаимодействует с холодной водой. Реакция с образованием слабого нерастворимого в воде основания $Mg(OH)_2$ протекает очень медленно и только при нагревании (кипячении).

$MgO + H_2O \xrightarrow{t°} Mg(OH)_2$

Оба оксида реагируют с кислотами и кислотными оксидами с образованием солей. Однако из-за большей основности оксид кальция вступает в эти реакции значительно энергичнее, чем оксид магния.

$CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

$MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$

$CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$ (протекает при обычных условиях)

$MgO + CO_2 \xrightarrow{t°} MgCO_3$ (требует нагревания)

Что касается физических свойств, оба вещества — белые твёрдые порошки. Важное различие наблюдается в температурах плавления. Оксид магния является более тугоплавким ($t_{пл} \approx 2852 \: ^\circ C$), чем оксид кальция ($t_{пл} \approx 2613 \: ^\circ C$). Это объясняется большей энергией кристаллической решётки $MgO$, так как ион $Mg^{2+}$ имеет меньший радиус по сравнению с ионом $Ca^{2+}$, что приводит к более сильному кулоновскому притяжению между ионами в кристалле.

Ответ:Оксид кальция ($CaO$) и оксид магния ($MgO$) — это основные оксиды металлов II группы, представляющие собой белые тугоплавкие вещества. Их ключевые отличия:
1. Химическая активность и основность: $CaO$ является более сильным основным оксидом и более химически активен, чем $MgO$, так как кальций расположен в Периодической системе ниже магния.
2. Взаимодействие с водой: $CaO$ энергично реагирует с водой с выделением тепла, образуя щёлочь $Ca(OH)_2$. $MgO$ с холодной водой практически не реагирует.
3. Температура плавления: $MgO$ более тугоплавок ($t_{пл} \approx 2852 \: ^\circ C$), чем $CaO$ ($t_{пл} \approx 2613 \: ^\circ C$), из-за большей энергии его кристаллической решётки.
4. Реакции с кислотами и кислотными оксидами: Оба оксида реагируют, но $CaO$ делает это значительно активнее, чем $MgO$.

1. В ряду веществ, формулы которых $Li_2O$, $KOH$, $FeO$, $Na_2CO_3$, $Mg(OH)_2$, $N_2O_3$, $SiO_2$, число оксидов равно

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение

Оксиды — это бинарные (состоящие из двух химических элементов) соединения, в состав которых входит кислород в степени окисления -2.

Проанализируем каждое вещество из предложенного ряда, чтобы определить, относится ли оно к классу оксидов:

• $Li_2O$ (оксид лития) — является оксидом, так как это бинарное соединение, состоящее из элемента лития и кислорода.
• $KOH$ (гидроксид калия) — не является оксидом. Это гидроксид (основание), так как в его состав входят три элемента: калий, кислород и водород.
• $FeO$ (оксид железа(II)) — является оксидом, так как это бинарное соединение, состоящее из элемента железа и кислорода.
• $Na_2CO_3$ (карбонат натрия) — не является оксидом. Это соль, состоящая из трех элементов: натрия, углерода и кислорода.
• $Mg(OH)_2$ (гидроксид магния) — не является оксидом. Это гидроксид (основание), так как в его состав входят три элемента: магний, кислород и водород.
• $N_2O_3$ (оксид азота(III)) — является оксидом, так как это бинарное соединение, состоящее из элемента азота и кислорода.
• $SiO_2$ (оксид кремния(IV)) — является оксидом, так как это бинарное соединение, состоящее из элемента кремния и кислорода.

Подсчитаем количество оксидов в ряду: $Li_2O$, $FeO$, $N_2O_3$, $SiO_2$. Всего 4 вещества.

Таким образом, в данном ряду веществ число оксидов равно 4, что соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ: 4

2. Оксиды относят к солеобразующим, если

1) они образуются из солей

2) они взаимодействуют с кислотой и(или) с основанием, образуя соль и воду

3) им соответствуют соли

4) они взаимодействуют с солями

Солеобразующими называют оксиды, которые способны вступать в химические реакции с кислотами и/или основаниями, образуя в результате соль и воду. Это их фундаментальное химическое свойство. Солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные. Проанализируем предложенные варианты ответа.

1) они образуются из солей

Данное утверждение описывает не определяющее свойство, а лишь один из способов получения некоторых оксидов. Например, при термическом разложении карбоната кальция (соли) образуется оксид кальция (основный) и оксид углерода(IV) (кислотный): $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2$. Однако оксиды могут быть получены и другими способами (например, прямое сгорание), поэтому это не может быть определением.

2) они взаимодействуют с кислотой и(или) с основанием, образуя соль и воду

Это утверждение является точным и полным определением солеобразующих оксидов, так как оно описывает их ключевую химическую характеристику.
• Основные оксиды реагируют с кислотами: $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$.
• Кислотные оксиды реагируют с основаниями: $CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$.
• Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами, и с основаниями: $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$; $Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$.
Во всех случаях продуктом реакции является соль, что и дало название этому классу оксидов.

3) им соответствуют соли

Хотя каждому солеобразующему оксиду можно поставить в соответствие гидроксид (основание или кислоту), а следовательно, и соли, образованные этим гидроксидом, это утверждение слишком общее и неточное. Оно является следствием из определяющего свойства, но не самим определением. Определением является именно характерное химическое поведение (взаимодействие), описанное в пункте 2.

4) они взаимодействуют с солями

Это утверждение неверно в качестве общего определения. Взаимодействие оксида с солью — это частный случай, а не универсальное свойство всех солеобразующих оксидов. Например, реакция вытеснения летучего оксида из соли менее летучим ($SiO_2 + K_2CO_3 \xrightarrow{t} K_2SiO_3 + CO_2$) возможна, но многие другие оксиды с солями не реагируют. Это свойство не является ни всеобщим, ни уникальным для солеобразующих оксидов.

Таким образом, наиболее правильный и полный ответ — второй.

Ответ: 2

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

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

2) $Na_2O$, $BaO$, $CO_2$

3) $CuO$, $Na_2O$, $Li_2O$

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

Решение

Для того чтобы определить ряд, в котором все оксиды являются основными, необходимо проанализировать химические свойства соединений в каждом варианте.

Основные оксиды — это оксиды металлов, которые при реакции с кислотами образуют соль и воду. Как правило, это оксиды металлов I и II групп главных подгрупп (щелочных и щелочноземельных), а также оксиды переходных металлов в низших степенях окисления (например, +1, +2).

Рассмотрим каждый ряд:

1) $CO_2, SiO_2, SO_2$

В этом ряду представлены оксиды неметаллов: оксид углерода(IV) ($CO_2$), оксид кремния(IV) ($SiO_2$) и оксид серы(IV) ($SO_2$). Все они являются кислотными оксидами, так как реагируют со щелочами с образованием солей. Следовательно, этот вариант не подходит.

2) $Na_2O, BaO, CO_2$

В этом ряду находятся два основных оксида — оксид натрия ($Na_2O$) и оксид бария ($BaO$), так как они образованы активными металлами (щелочным и щелочноземельным соответственно). Однако оксид углерода(IV) ($CO_2$) является кислотным оксидом. Поскольку не все оксиды в ряду основные, этот вариант не подходит.

3) $CuO, Na_2O, Li_2O$

Этот ряд содержит оксид меди(II) ($CuO$), оксид натрия ($Na_2O$) и оксид лития ($Li_2O$). Оксиды натрия и лития — это оксиды щелочных металлов, они являются типичными основными оксидами. Оксид меди(II) — это оксид металла в степени окисления +2, он также проявляет основные свойства (реагирует с кислотами). Таким образом, все оксиды в этом ряду являются основными. Этот вариант является правильным.

4) $H_2O, Al_2O_3, KOH$

В этом ряду не все вещества являются основными оксидами. Во-первых, $KOH$ (гидроксид калия) — это гидроксид (основание), а не оксид. Во-вторых, $Al_2O_3$ (оксид алюминия) является амфотерным оксидом, так как реагирует и с кислотами, и с щелочами. $H_2O$ (вода, оксид водорода) также является амфотерным соединением. Следовательно, этот вариант не подходит.

Ответ: 3

4. Выберите формулу кислотного оксида.

1) $N_2O_5$

2) $CaO$

3) $Fe_2O_3$

4) $BaO$

Решение

Кислотными оксидами называют оксиды, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты, а с основаниями — соль и воду. Как правило, кислотные оксиды образованы неметаллами или переходными металлами в высоких степенях окисления (от +4 до +7). Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) $N_2O_5$

Оксид азота(V). Азот ($N$) — это неметалл. Его степень окисления в данном соединении +5, что является высокой степенью окисления. $N_2O_5$ является типичным кислотным оксидом. Он соответствует азотной кислоте ($HNO_3$), которую и образует при реакции с водой:

$N_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HNO_3$

2) $CaO$

Оксид кальция. Кальций ($Ca$) — это щелочноземельный металл II группы. Оксиды металлов I и II групп главных подгрупп являются основными. Оксид кальция реагирует с водой, образуя основание (гидроксид кальция), и с кислотами, образуя соль и воду.

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

Следовательно, это основный оксид.

3) $Fe_2O_3$

Оксид железа(III). Железо ($Fe$) — это переходный металл. В степени окисления +3 оксид железа проявляет амфотерные свойства, то есть способен реагировать и с кислотами, и с основаниями. Следовательно, это амфотерный оксид.

4) $BaO$

Оксид бария. Барий ($Ba$) — это щелочноземельный металл II группы. Аналогично оксиду кальция, $BaO$ является основным оксидом. Он реагирует с водой, образуя сильное основание — гидроксид бария ($Ba(OH)_2$).

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

Следовательно, это основный оксид.

На основании проведенного анализа можно заключить, что единственным кислотным оксидом из представленного списка является оксид азота(V).

Ответ: 1) $N_2O_5$.

5. Оксиду углерода(IV) соответствует кислота, формула которой

1) $H_2CO_3$

2) $CO_2$

3) $H_2SO_3$

4) $K_2CO_3$

Для того чтобы определить, какая кислота соответствует оксиду углерода(IV), необходимо выполнить несколько шагов.

Сначала определим химическую формулу оксида углерода(IV). Оксид углерода — это соединение углерода (C) с кислородом (O). Римская цифра (IV) в названии указывает на то, что степень окисления углерода в этом соединении равна +4. Степень окисления кислорода в оксидах, как правило, составляет -2. Для того чтобы молекула была электронейтральной, на один атом углерода со степенью окисления +4 ($C^{+4}$) требуется два атома кислорода со степенью окисления -2 ($O^{-2}$). Таким образом, формула оксида углерода(IV) — это $CO_2$.

Далее вспомним, что кислотным оксидам соответствуют кислоты. Соответствующая кислота образуется при взаимодействии кислотного оксида с водой, при этом степень окисления кислотообразующего элемента (в данном случае углерода) не изменяется. Запишем реакцию взаимодействия оксида углерода(IV) с водой: $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$

Продуктом этой обратимой реакции является угольная кислота, $H_2CO_3$. Проверим степень окисления углерода в угольной кислоте. Пусть она равна $x$. Степень окисления водорода (H) равна +1, кислорода (O) равна -2. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю: $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$ $2 + x - 6 = 0$ $x - 4 = 0$ $x = +4$ Степень окисления углерода (+4) в кислоте $H_2CO_3$ такая же, как и в оксиде $CO_2$. Следовательно, угольная кислота $H_2CO_3$ является кислотой, соответствующей оксиду углерода(IV).

Теперь проанализируем предложенные варианты ответов:

1) $H_2CO_3$ — это угольная кислота. Как было установлено выше, именно эта кислота соответствует оксиду углерода(IV). Это правильный вариант.

2) $CO_2$ — это оксид углерода(IV), то есть сам кислотный оксид, а не соответствующая ему кислота.

3) $H_2SO_3$ — это сернистая кислота. Она содержит серу (S), а не углерод (C), и соответствует оксиду серы(IV) — $SO_2$.

4) $K_2CO_3$ — это карбонат калия. Данное вещество относится к классу солей, а не кислот.

Ответ: 1

6. Оксиду железа(II) соответствует основание, формула которого

1) $Fe(OH)_3$

2) $FeO$

3) $FeCl_2$

4) $Fe(OH)_2$

Решение

Вопрос заключается в том, чтобы найти формулу основания, которое соответствует оксиду железа(II).

1. Определим формулу оксида железа(II). Римская цифра (II) в названии указывает на степень окисления железа, которая равна +2 ($Fe^{+2}$). Кислород в оксидах имеет степень окисления -2 ($O^{-2}$). Для образования электронейтральной молекулы требуется один ион железа и один ион кислорода. Таким образом, формула оксида железа(II) — $FeO$.

2. Оксид $FeO$ является основным оксидом. Основным оксидам соответствуют основания (гидроксиды), в которых металл имеет ту же степень окисления, что и в оксиде. Следовательно, нам нужно найти гидроксид, в котором железо имеет степень окисления +2.

3. Проанализируем предложенные варианты:

• 1) $Fe(OH)_3$ — это гидроксид железа(III). Гидроксид-ион $(OH)^-$ имеет заряд -1. Чтобы уравновесить заряд трех гидроксид-ионов, железо должно иметь степень окисления +3. Это основание соответствует оксиду железа(III) ($Fe_2O_3$).
• 2) $FeO$ — это сам оксид железа(II), а не соответствующее ему основание.
• 3) $FeCl_2$ — это хлорид железа(II). Данное соединение является солью, а не основанием.
• 4) $Fe(OH)_2$ — это гидроксид железа(II). Два гидроксид-иона $(OH)^-$ с общим зарядом -2 уравновешиваются одним ионом железа со степенью окисления +2. Это и есть основание, соответствующее оксиду железа(II).

Следовательно, верный вариант — гидроксид железа(II) с формулой $Fe(OH)_2$.

Ответ: 4) $Fe(OH)_2$.

7. Верны ли утверждения об оксидах?

А. Кислотные оксиды могут взаимодействовать с основными оксидами с образованием соли и воды.

Б. Оксид углерода$(IV)$ и оксид азота$(I)$ относятся к несолеобразующим оксидам.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Проанализируем каждое утверждение.

А. Кислотные оксиды могут взаимодействовать с основными оксидами с образованием соли и воды.

Данное утверждение неверно. Реакция между кислотным оксидом и основным оксидом является реакцией соединения, в результате которой образуется только соль. Вода в этой реакции не выделяется.
Например, взаимодействие оксида углерода(IV) (кислотный оксид) с оксидом кальция (основный оксид):
$CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$
В результате реакции образуется карбонат кальция ($CaCO_3$) — соль, но вода не образуется.
Вода образуется, например, при реакции кислотного оксида со щёлочью ($SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$) или кислоты с основным оксидом ($H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4 + H_2O$).
Таким образом, утверждение А является неверным.

Б. Оксид углерода(IV) и оксид азота(I) относятся к несолеобразующим оксидам.

Данное утверждение неверно. Разберем каждый оксид:

• Оксид углерода(IV) ($CO_2$) — это кислотный оксид. Он взаимодействует со щелочами с образованием солей (карбонатов), например: $CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$. Следовательно, он является солеобразующим оксидом.
• Оксид азота(I) ($N_2O$) — это несолеобразующий (безразличный) оксид. Он не вступает в реакции с кислотами или основаниями с образованием солей.

Так как оба утверждения (А и Б) неверны, правильный вариант ответа — 4.

Ответ: 4