Страница 71 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Выберите верные утверждения о кислотных оксидах:

1) реагируют друг с другом с образованием солей

2) образуются при разложении растворимых кислот

3) вступают в реакции со щелочами

4) реагируют с основными оксидами

5) взаимодействуют с кислотами

Для выбора верных утверждений о кислотных оксидах, необходимо проанализировать каждое из предложенных положений.

1) реагируют друг с другом с образованием солей

Данное утверждение неверно. Кислотные оксиды имеют схожую химическую природу и, как правило, не вступают в реакции друг с другом. Реакция с образованием соли происходит при взаимодействии веществ с противоположными химическими свойствами, например, кислотного оксида и основного оксида. Пример: оксид серы(VI) $SO_3$ и оксид углерода(IV) $CO_2$ являются кислотными и не реагируют между собой.

Ответ: Утверждение неверно.

2) образуются при разложении растворимых кислот

Это утверждение верно. Некоторые кислородсодержащие кислоты являются неустойчивыми и при разложении образуют соответствующий кислотный оксид и воду. К таким кислотам относятся, например, угольная и сернистая кислоты, которые являются растворимыми.
Примеры реакций:
$H_2CO_3 \rightleftharpoons CO_2 \uparrow + H_2O$
$H_2SO_3 \rightleftharpoons SO_2 \uparrow + H_2O$
Хотя это не единственный способ получения кислотных оксидов, само утверждение является фактологически верным.

Ответ: Утверждение верно.

3) вступают в реакции со щелочами

Это утверждение верно. Реакция со щелочами (растворимыми основаниями) является одним из ключевых химических свойств кислотных оксидов. В результате такой реакции образуются соль и вода.
Пример реакции:
$SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Ответ: Утверждение верно.

4) реагируют с основными оксидами

Это утверждение также верно и является одним из основных свойств кислотных оксидов. При взаимодействии кислотного оксида с основным оксидом образуется соль.
Пример реакции:
$P_2O_5 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$

Ответ: Утверждение верно.

5) взаимодействуют с кислотами

Данное утверждение неверно. Кислотные оксиды, проявляя кислотные свойства, не реагируют с кислотами, так как они относятся к одному и тому же классу соединений по кислотно-основным свойствам. Исключения могут составлять некоторые окислительно-восстановительные реакции, но в общем контексте кислотно-основных взаимодействий это утверждение неверно.

Ответ: Утверждение неверно.

Итого, верными являются утверждения 2, 3 и 4.

12. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.

ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

А) $H_2O + SO_3 \to$

Б) $CS_2 + O_2 \to$

В) $K_2O + H_2O \to$

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

1) $KOH + H_2$

2) $H_2SO_3$

3) $CO_2 + SO_2$

4) $KOH$

5) $H_2SO_4$

А) Взаимодействие воды ($H_2O$) с оксидом серы(VI) ($SO_3$) является реакцией соединения. Оксид серы(VI) — это кислотный оксид, который при реакции с водой образует соответствующую кислоту. В данном случае образуется серная кислота ($H_2SO_4$).
Уравнение реакции: $H_2O + SO_3 \rightarrow H_2SO_4$.
Продукт реакции, серная кислота, соответствует варианту ответа 5.
Ответ: 5

Б) Взаимодействие сероуглерода ($CS_2$) с кислородом ($O_2$) — это реакция горения. В результате полного сгорания сероуглерода образуются оксиды составляющих его элементов в их устойчивой степени окисления: диоксид углерода ($CO_2$) и диоксид серы ($SO_2$).
Уравнение реакции: $CS_2 + 3O_2 \rightarrow CO_2 + 2SO_2$.
Продукты реакции, диоксид углерода и диоксид серы, соответствуют варианту ответа 3.
Ответ: 3

В) Взаимодействие оксида калия ($K_2O$) с водой ($H_2O$) является реакцией соединения. Оксид калия — это основный оксид, который при реакции с водой образует соответствующее ему основание (щёлочь). В данном случае образуется гидроксид калия ($KOH$).
Уравнение реакции: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$.
Продукт реакции, гидроксид калия, соответствует варианту ответа 4.
Ответ: 4

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

Оксид кальция ($CaO$), известный как негашёная известь, и оксид магния ($MgO$), или жжёная магнезия, являются оксидами металлов II группы главной подгруппы периодической системы. Оба относятся к классу основных оксидов. Несмотря на сходство, их свойства имеют заметные различия, которые обусловлены разным положением кальция и магния в группе.

Сравнение физических свойств

Оба оксида в чистом виде — белые кристаллические вещества. Ключевое различие в физических свойствах — температура плавления. Оксид магния ($t_{пл} \approx 2852 \ ^\circ C$) значительно более тугоплавок, чем оксид кальция ($t_{пл} \approx 2613 \ ^\circ C$). Это связано с тем, что ион магния $Mg^{2+}$ имеет меньший радиус, чем ион кальция $Ca^{2+}$, что приводит к более высокой энергии кристаллической решетки у $MgO$. Благодаря своей тугоплавкости оксид магния используется как огнеупорный материал.

Сравнение химических свойств

В группе химическая активность металлов и основные свойства их оксидов и гидроксидов усиливаются сверху вниз. Так как кальций находится под магнием, он является более активным металлом, а его оксид проявляет более сильные основные свойства.

1. Взаимодействие с водой. Оксид кальция энергично реагирует с водой, выделяя большое количество теплоты (экзотермический процесс). Эта реакция, называемая «гашением извести», приводит к образованию сильного основания (щёлочи) — гидроксида кальция $Ca(OH)_2$.

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

   Оксид магния, в свою очередь, реагирует с водой очень медленно и лишь при нагревании. В результате образуется гидроксид магния $Mg(OH)_2$ — слабое и практически нерастворимое в воде основание.

   $MgO + H_2O \rightleftharpoons Mg(OH)_2$

2. Взаимодействие с кислотами. Как и все основные оксиды, оба вещества реагируют с кислотами, образуя соль и воду. Реакция с оксидом кальция протекает более активно, чем с оксидом магния.

   $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

   $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

3. Взаимодействие с кислотными оксидами. Оба оксида реагируют с кислотными оксидами, образуя соли. Оксид кальция проявляет в этих реакциях большую активность. Например, он легко поглощает углекислый газ из воздуха.

   $CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

   $MgO + CO_2 \xrightarrow{t} MgCO_3$

Ответ: Оксид кальция ($CaO$) и оксид магния ($MgO$) — основные оксиды, но $CaO$ проявляет более сильные основные свойства и является химически более активным. Он бурно реагирует с водой с образованием щёлочи $Ca(OH)_2$, в то время как $MgO$ реагирует с водой очень слабо, образуя нерастворимое слабое основание $Mg(OH)_2$. Оба реагируют с кислотами и кислотными оксидами, но $CaO$ активнее. Физически $MgO$ более тугоплавок, чем $CaO$, что определяет его применение в качестве огнеупорного материала.

1. Выберите пару элементов, в которой каждый элемент образует основание состава $Э(\text{OH})_2$.

1) Mg, Na

2) Ba, Sr

3) Li, K

4) Ca, Al

В задании необходимо найти пару химических элементов, каждый из которых способен образовывать гидроксид (основание) с общей формулой $Э(OH)_2$. Эта формула указывает на то, что элемент $Э$ (металл) в данном соединении имеет степень окисления +2. Это следует из того, что гидроксогруппа $(OH)$ имеет заряд -1, и для компенсации заряда двух таких групп требуется катион металла с зарядом +2, то есть $Э^{2+}$.

Как правило, устойчивую степень окисления +2 проявляют металлы II группы главной подгруппы периодической системы химических элементов (щелочноземельные металлы). Проанализируем предложенные пары элементов с этой точки зрения.

1) Mg, Na: Магний (Mg) является элементом II группы и образует гидроксид $Mg(OH)_2$. Натрий (Na) является элементом I группы и образует гидроксид $NaOH$. Эта пара не подходит.

2) Ba, Sr: Барий (Ba) и стронций (Sr) оба являются элементами II группы (щелочноземельными металлами). Они оба образуют гидроксиды состава $Э(OH)_2$: $Ba(OH)_2$ и $Sr(OH)_2$ соответственно. Эта пара подходит.

3) Li, K: Литий (Li) и калий (K) оба являются элементами I группы (щелочными металлами). Они образуют гидроксиды $LiOH$ и $KOH$. Эта пара не подходит.

4) Ca, Al: Кальций (Ca) является элементом II группы и образует гидроксид $Ca(OH)_2$. Алюминий (Al) является элементом III группы и образует гидроксид $Al(OH)_3$. Эта пара не подходит.

Таким образом, единственная пара, в которой оба элемента образуют основание состава $Э(OH)_2$, — это барий и стронций.

Ответ: 2

2. Укажите формулу щёлочи.

1) $Mg(OH)_2$

2) $Sr(OH)_2$

3) $Cu(OH)_2$

4) $Fe(OH)_2$

Решение

Щёлочи — это растворимые в воде основания. К щелочам относятся гидроксиды щелочных металлов (элементы I группы главной подгруппы, например, $LiOH$, $NaOH$, $KOH$) и щёлочноземельных металлов, начиная с кальция ($Ca(OH)_2$, $Sr(OH)_2$, $Ba(OH)_2$). Рассмотрим предложенные соединения.

1) $Mg(OH)_2$ Гидроксид магния является основанием, но он практически нерастворим в воде, поэтому не относится к щелочам.

2) $Sr(OH)_2$ Гидроксид стронция — это основание, образованное щёлочноземельным металлом стронцием. Он хорошо растворим в воде, является сильным основанием и, следовательно, является щёлочью.

3) $Cu(OH)_2$ Гидроксид меди(II) — это основание, образованное переходным металлом медью. Он нерастворим в воде и не является щёлочью.

4) $Fe(OH)_2$ Гидроксид железа(II) — это основание, образованное переходным металлом железом. Он нерастворим в воде и не является щёлочью.

Таким образом, из перечисленных вариантов формулой щёлочи является $Sr(OH)_2$.

Ответ: 2) $Sr(OH)_2$.

3. Лакмус в щелочной среде становится

1) синим

2) красным

3) бесцветным

4) фиолетовым

Лакмус — это один из наиболее известных кислотно-основных индикаторов, который представляет собой сложную смесь природных веществ, извлекаемых из некоторых видов лишайников. Его характерной особенностью является изменение цвета в зависимости от кислотности (водородного показателя, pH) раствора.

Цвет лакмуса изменяется следующим образом:

• В кислой среде (pH < 4,5) лакмус приобретает красный цвет.
• В нейтральной среде (pH в интервале примерно от 4,5 до 8,3) лакмус имеет свой исходный фиолетовый цвет.
• В щелочной среде (pH > 8,3) лакмус становится синим.

В вопросе указана щелочная среда, следовательно, лакмус в ней будет синего цвета. Вариант 2 (красный) соответствует кислой среде, а вариант 4 (фиолетовый) — нейтральной. Вариант 3 (бесцветный) не является характерным цветом для лакмуса, но, например, индикатор фенолфталеин становится бесцветным в кислой и нейтральной средах.

Ответ: 1) синим

4. Укажите формулу основания, которое разлагается при нагревании.

1) $Sr(OH)_2$

2) $KOH$

3) $Cu(OH)_2$

4) $Ca(OH)_2$

Решение

Термическая устойчивость оснований (гидроксидов) зависит от активности металла, образующего это основание, и его положения в Периодической системе химических элементов. Существуют общие закономерности:

• Гидроксиды щелочных металлов (IА группа, например, $NaOH$, $KOH$) являются термически устойчивыми. При сильном нагревании они плавятся, но не разлагаются.
• Гидроксиды щелочноземельных металлов (IIА группа, начиная с кальция: $Ca(OH)_2$, $Sr(OH)_2$, $Ba(OH)_2$) разлагаются на оксид и воду, но требуют для этого высоких температур.
• Нерастворимые в воде основания, к которым относятся гидроксиды большинства переходных металлов, а также гидроксиды магния, бериллия, алюминия, являются термически неустойчивыми и разлагаются при умеренном нагревании.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) $Sr(OH)_2$
Гидроксид стронция является основанием, образованным щелочноземельным металлом. Он разлагается при нагревании, но при достаточно высокой температуре (около 800 °C), то есть является относительно термостойким.

2) $KOH$
Гидроксид калия – это щёлочь, гидроксид щелочного металла. Он очень устойчив к нагреванию и не разлагается, а только плавится.

3) $Cu(OH)_2$
Гидроксид меди(II) – это нерастворимое в воде основание. Как и большинство нерастворимых оснований, он термически неустойчив и легко разлагается уже при слабом нагревании (температура разложения около 180–200 °C) с образованием оксида меди(II) и воды. Это его характерное свойство. Уравнение реакции разложения: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^{\circ}} CuO + H_2O$.

4) $Ca(OH)_2$
Гидроксид кальция, как и гидроксид стронция, является основанием щелочноземельного металла. Он разлагается при нагревании (при температуре около 580 °C), но является значительно более устойчивым, чем гидроксид меди(II).

Следовательно, из представленных вариантов именно гидроксид меди(II) является типичным примером основания, которое разлагается при нагревании в обычных лабораторных условиях.

Ответ: 3) $Cu(OH)_2$.