Страница 74 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. С гидроксидом меди(II) взаимодействует вещество, формула которого

1) $SO_3$

2) $H_2SO_4$

3) $CO_2$

4) $NaCl$

Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — это нерастворимое в воде основание. Как и все основания, он обладает определёнными химическими свойствами. Рассмотрим взаимодействие гидроксида меди(II) с каждым из предложенных веществ.

1) $SO_3$

Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом. Основания реагируют с кислотными оксидами, образуя соль и воду. Следовательно, эта реакция возможна: $Cu(OH)_2 + SO_3 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.

2) $H_2SO_4$

Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная кислота. Основания вступают в реакцию нейтрализации с кислотами. Это одно из основных химических свойств оснований. В результате реакции образуется соль сульфат меди(II) и вода: $Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$. Эта реакция является классическим примером взаимодействия кислоты и основания.

3) $CO_2$

Оксид углерода(IV) ($CO_2$), известный как углекислый газ, также является кислотным оксидом. Он способен реагировать с основаниями, в том числе с нерастворимыми, такими как гидроксид меди(II): $Cu(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CuCO_3 \downarrow + H_2O$.

4) $NaCl$

Хлорид натрия ($NaCl$) — это соль, образованная сильной кислотой ($HCl$) и сильным основанием ($NaOH$). Как правило, нерастворимые основания не вступают в реакцию с солями, если в результате не образуется газ или другой осадок. В данном случае реакция не протекает.

Сравнивая возможные варианты (1, 2 и 3), все три вещества теоретически могут реагировать с $Cu(OH)_2$. Однако реакция с кислотой ($H_2SO_4$) является наиболее фундаментальной и типичной реакцией для основания. В контексте тестового задания, где обычно предполагается один верный ответ, следует выбрать именно этот вариант как наиболее характерный.

Ответ: 2

7. Укажите формулу оксида, который можно получить разложением соответствующего основания.

1) $BaO$

2) $Li_2O$

3) $CuO$

4) $K_2O$

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо знать правила термического разложения оснований (гидроксидов). Общее правило заключается в том, что гидроксиды, образованные щелочными металлами (кроме лития) и некоторыми щелочноземельными металлами (например, барием, стронцием, кальцием), являются термически устойчивыми. Они плавятся при нагревании, но не разлагаются. Все остальные основания, как правило, являются нерастворимыми в воде и при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду.

Рассмотрим каждое предложенное вещество:

1) BaO

Оксиду бария $BaO$ соответствует основание гидроксид бария $Ba(OH)_2$. Это щёлочь, растворимое и сильное основание. Гидроксид бария является термически устойчивым и при нагревании не разлагается на оксид и воду.

2) Li₂O

Оксиду лития $Li_2O$ соответствует основание гидроксид лития $LiOH$. Гидроксид лития является исключением из правила для щелочных металлов. Он разлагается при нагревании: $2LiOH \xrightarrow{t} Li_2O + H_2O$.

3) CuO

Оксиду меди(II) $CuO$ соответствует основание гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$. Это нерастворимое в воде основание голубого цвета. При нагревании оно легко разлагается с образованием черного оксида меди(II) и воды. Это типичная реакция для нерастворимых оснований.
Уравнение реакции: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$.

4) K₂O

Оксиду калия $K_2O$ соответствует основание гидроксид калия $KOH$. Это щёлочь, которая является термически очень устойчивой и не разлагается при нагревании.

Таким образом, из предложенных вариантов оксид, который можно получить разложением соответствующего основания, — это оксид меди(II) $CuO$. Это наиболее характерный пример, так как разложение нерастворимых оснований является их общим свойством.

Ответ: 3) CuO

8. К реакциям нейтрализации относят взаимодействие между веществами, формулы которых:

1) $Ca(OH)$ и $HNO_3$

2) $SO_3$ и $KOH$

3) $BaO$ и $HCl$

4) $Na_2O$ и $H_2O$

Решение

Реакция нейтрализации — это тип реакции ионного обмена между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода. Общая схема реакции выглядит следующим образом: $кислота + основание \rightarrow соль + H_2O$.

Проанализируем каждую пару веществ:

1) Ca(OH)₂ и HNO₃

В этой паре гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ является основанием, а азотная кислота $HNO_3$ — кислотой. Их взаимодействие является классическим примером реакции нейтрализации, в ходе которой образуется соль (нитрат кальция) и вода. Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$. Этот вариант подходит.

2) SO₃ и KOH

Здесь оксид серы(VI) $SO_3$ является кислотным оксидом, а гидроксид калия $KOH$ — основанием (щёлочью). Хотя в результате их взаимодействия также образуются соль и вода ($SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$), это реакция между кислотным оксидом и основанием, а не между кислотой и основанием, что не соответствует строгому определению реакции нейтрализации.

3) BaO и HCl

В данной паре оксид бария $BaO$ является основным оксидом, а соляная кислота $HCl$ — кислотой. Продуктами их взаимодействия являются соль и вода ($BaO + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + H_2O$), но в реакции участвует основный оксид, а не основание. Следовательно, это не реакция нейтрализации.

4) Na₂O и H₂O

Это взаимодействие основного оксида натрия $Na_2O$ с водой $H_2O$. В результате этой реакции соединения образуется основание — гидроксид натрия: $Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$. Эта реакция не является реакцией нейтрализации.

Таким образом, единственная реакция, которая полностью соответствует определению реакции нейтрализации (кислота + основание), это взаимодействие гидроксида кальция и азотной кислоты.

Ответ: 1

9. К 100 г $20\%$-ного раствора гидроксида калия добавили 5 г гидроксида калия. Массовая доля щёлочи в растворе стала равна

1) $25,1$ %

2) $23,8$ %

3) $25,8$ %

4) $26,4$ %

Дано:

Масса исходного раствора ($m_{p-pa1}$) = 100 г

Массовая доля гидроксида калия в исходном растворе ($w_1$) = 20% или 0,2

Масса добавленного гидроксида калия ($m_{доб}$) = 5 г

Найти:

Новую массовую долю щёлочи в растворе ($w_2$) - ?

Решение:

1. Сначала определим массу гидроксида калия ($KOH$), содержащегося в исходном 100 г 20%-ного раствора. Для этого используем формулу массовой доли:

$w = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Выразим массу вещества ($m_{KOH1}$):

$m_{KOH1} = w_1 \times m_{p-pa1} = 0,2 \times 100 \text{ г} = 20 \text{ г}$

2. К исходному раствору добавили еще 5 г гидроксида калия. Следовательно, общая масса $KOH$ в новом растворе ($m_{KOH2}$) станет:

$m_{KOH2} = m_{KOH1} + m_{доб} = 20 \text{ г} + 5 \text{ г} = 25 \text{ г}$

3. Масса конечного раствора ($m_{p-pa2}$) также увеличится на массу добавленного вещества:

$m_{p-pa2} = m_{p-pa1} + m_{доб} = 100 \text{ г} + 5 \text{ г} = 105 \text{ г}$

4. Теперь можно рассчитать новую массовую долю ($w_2$) гидроксида калия в полученном растворе:

$w_2 = \frac{m_{KOH2}}{m_{p-pa2}} \times 100\%$

$w_2 = \frac{25 \text{ г}}{105 \text{ г}} \times 100\% \approx 0,2381 \times 100\% \approx 23,8\%$

Полученное значение соответствует варианту ответа 2.

Ответ: 23,8 %

10. Гидроксид бария можно получить взаимодействием веществ, формулы которых:

1) $BaCl_2$ и $H_2SO_4$

2) $Ba(NO_3)_2$ и $NaOH$

3) $BaO$ и $H_2O$

4) $BaO$ и $KOH$

5) $Ba$ и $H_2O$

Для определения способов получения гидроксида бария ($Ba(OH)_2$) необходимо проанализировать каждую из предложенных пар реагентов.

При взаимодействии хлорида бария ($BaCl_2$) и серной кислоты ($H_2SO_4$) происходит реакция ионного обмена. В результате образуется нерастворимый осадок сульфата бария ($BaSO_4$) и соляная кислота ($HCl$). Гидроксид бария в этой реакции не образуется.

Уравнение реакции: $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Данный способ не подходит для получения гидроксида бария.

Взаимодействие нитрата бария ($Ba(NO_3)_2$) и гидроксида натрия ($NaOH$) является реакцией ионного обмена. В результате образуются гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) и нитрат натрия ($NaNO_3$).

Уравнение реакции: $Ba(NO_3)_2 + 2NaOH \rightleftharpoons Ba(OH)_2 + 2NaNO_3$

Хотя все участвующие в реакции вещества растворимы, гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) обладает ограниченной растворимостью (3,89 г/100 мл при 20°C). Поэтому при использовании концентрированных растворов реагентов возможно образование и выделение осадка гидроксида бария. Следовательно, этот способ можно использовать для получения гидроксида бария.

Оксид бария ($BaO$) — это основный оксид, который активно реагирует с водой ($H_2O$) с образованием гидроксида бария ($Ba(OH)_2$). Это классический и широко используемый метод синтеза.

Уравнение реакции: $BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

Данный способ подходит для получения гидроксида бария.

Оксид бария ($BaO$) проявляет основные свойства, так же как и гидроксид калия ($KOH$), являющийся сильным основанием. Вещества с однотипными свойствами (в данном случае, основными) друг с другом не взаимодействуют.

Реакция не протекает, следовательно, способ не подходит.

Барий ($Ba$) является активным щелочноземельным металлом и бурно реагирует с водой ($H_2O$). В результате реакции замещения образуется гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) и выделяется газообразный водород ($H_2$).

Уравнение реакции: $Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2\uparrow$

Данный способ также подходит для получения гидроксида бария.

Таким образом, гидроксид бария можно получить, используя реагенты, перечисленные в пунктах 2, 3 и 5.

11. Установите соответствие между реагентами и продуктами реакции.

РЕАГЕНТЫ
А) $KOH + P_2O_5 \rightarrow$
Б) $Mg(OH)_2 + HCl \rightarrow$
В) $Ca(OH)_2 + NaBr \rightarrow$
5) $K_3PO_4 + H_2$

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ
1) реакция не протекает
2) $K_3PO_4 + H_2O$
3) $NaOH + CaBr_2$
4) $MgCl_2 + H_2O$

Решение

А) KOH + P₂O₅ →

Взаимодействие гидроксида калия (KOH), являющегося сильным основанием (щелочью), с оксидом фосфора(V) (P₂O₅), который является кислотным оксидом. Реакции такого типа приводят к образованию соли и воды. В данном случае образуется соль ортофосфорной кислоты (H₃PO₄) — фосфат калия (K₃PO₄) и вода (H₂O). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$6KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O$

Продукты реакции соответствуют варианту 2.

Ответ: 2

Б) Mg(OH)₂ + HCl →

Это реакция нейтрализации между нерастворимым основанием, гидроксидом магния (Mg(OH)₂), и сильной соляной кислотой (HCl). В результате реакции основания с кислотой образуется соль и вода. Катион магния (Mg²⁺) и анион хлора (Cl⁻) образуют соль — хлорид магния (MgCl₂). Уравнение реакции:

$Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$

Продукты реакции — хлорид магния и вода, что соответствует варианту 4.

Ответ: 4

В) Ca(OH)₂ + NaBr →

Это реакция ионного обмена в растворе между гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) и бромидом натрия (NaBr). Для того чтобы реакция ионного обмена прошла до конца, необходимо, чтобы один из продуктов был нерастворимым (осадок), газообразным или являлся слабым электролитом (например, водой). В данном случае гипотетические продукты — это гидроксид натрия (NaOH) и бромид кальция (CaBr₂). Согласно таблице растворимости, все исходные вещества и все возможные продукты являются растворимыми в воде сильными электролитами. Ни одно из условий протекания реакции не выполняется, следовательно, реакция не идет.

$Ca(OH)_2 + NaBr \nrightarrow$

Данная ситуация соответствует варианту 1.

Ответ: 1

12. Определите массу гидроксида кальция, полученного при взаимодействии 2 г кальция с водой.

Дано:

$m(Ca) = 2$ г

Найти:

$m(Ca(OH)_2)$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия кальция с водой. Кальций — активный щелочноземельный металл, который реагирует с водой с образованием гидроксида (основания) и выделением водорода:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты расставлены верно.

2. Рассчитаем молярные массы реагента (кальция) и продукта (гидроксида кальция), используя относительные атомные массы из Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева.

Молярная масса кальция ($Ca$): $M(Ca) \approx 40$ г/моль.

Молярная масса гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$): $M(Ca(OH)_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 74$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (число моль) кальция, содержащегося в 2 г, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Ca) = \frac{m(Ca)}{M(Ca)} = \frac{2 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.05$ моль.

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль кальция образуется 1 моль гидроксида кальция. Следовательно, соотношение количеств веществ $n(Ca)$ и $n(Ca(OH)_2)$ равно 1:1.

$n(Ca(OH)_2) = n(Ca) = 0.05$ моль.

5. Теперь, зная количество вещества гидроксида кальция, мы можем рассчитать его массу по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Ca(OH)_2) = n(Ca(OH)_2) \cdot M(Ca(OH)_2) = 0.05 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 3.7$ г.

Ответ: масса гидроксида кальция, полученного при взаимодействии 2 г кальция с водой, равна 3,7 г.

13. Дана схема превращений веществ:

$Cu(OH)_2 \rightarrow CuO \rightarrow Cu(NO_3)_2$

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эти превращения, укажите названия веществ и тип каждой реакции.

Для осуществления данной цепи превращений необходимо провести две последовательные химические реакции.

1) Первая реакция: превращение гидроксида меди(II) в оксид меди(II) ($Cu(OH)_2 \rightarrow CuO$).

Гидроксид меди(II) является нерастворимым в воде основанием. Такие основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду. Следовательно, для получения оксида меди(II) необходимо нагреть гидроксид меди(II). Эта реакция относится к типу реакций разложения, так как из одного сложного вещества образуется два новых, более простых вещества.

Ответ: Уравнение реакции: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$. Названия веществ: $Cu(OH)_2$ – гидроксид меди(II), $CuO$ – оксид меди(II), $H_2O$ – вода. Тип реакции: разложение.

2) Вторая реакция: превращение оксида меди(II) в нитрат меди(II) ($CuO \rightarrow Cu(NO_3)_2$).

Оксид меди(II) является основным оксидом. Основные оксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду. Чтобы получить соль нитрат меди(II), необходимо использовать азотную кислоту ($HNO_3$). Эта реакция является реакцией обмена, так как два сложных вещества (оксид и кислота) обмениваются своими составными частями с образованием двух других сложных веществ (соли и воды).

Ответ: Уравнение реакции: $CuO + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2O$. Названия веществ: $CuO$ – оксид меди(II), $HNO_3$ – азотная кислота, $Cu(NO_3)_2$ – нитрат меди(II), $H_2O$ – вода. Тип реакции: обмен.