Страница 77 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. Выберите формулу основания, которое не разлагается при на-
гревании.

1) $Cu(OH)_2$

2) $Cr(OH)_2$

3) $NaOH$

4) $Fe(OH)_2$

Решение

Чтобы определить, какое из оснований не разлагается при нагревании, необходимо рассмотреть их химические свойства, в частности, термическую устойчивость.

Общее правило гласит, что гидроксиды щелочных металлов (IА группа) и щелочноземельных металлов (IIА группа, начиная с кальция) являются термически устойчивыми. Они плавятся при нагревании, но разлагаются только при очень высоких температурах. Напротив, нерастворимые основания (гидроксиды большинства переходных металлов, магния, бериллия и др.) при нагревании легко разлагаются на соответствующий оксид и воду.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) $Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(II)) — является нерастворимым в воде основанием. При нагревании он разлагается на оксид меди(II) и воду по реакции:
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

2) $Cr(OH)_2$ (гидроксид хрома(II)) — также является нерастворимым основанием и при нагревании разлагается на оксид хрома(II) и воду:
$Cr(OH)_2 \xrightarrow{t} CrO + H_2O$

3) $NaOH$ (гидроксид натрия) — это гидроксид щелочного металла (натрия). Он является сильным, растворимым в воде основанием (щёлочью) и обладает высокой термической устойчивостью. При нагревании он плавится (температура плавления $323$ °C), но не разлагается.

4) $Fe(OH)_2$ (гидроксид железа(II)) — это нерастворимое основание, которое термически неустойчиво и при нагревании разлагается на оксид железа(II) и воду:
$Fe(OH)_2 \xrightarrow{t} FeO + H_2O$

Таким образом, единственное основание из списка, которое не разлагается при нагревании, это гидроксид натрия.

Ответ: 3

5. Верны ли утверждения об основаниях?

А. Все основания взаимодействуют с кислотами.

Б. Щёлочи взаимодействуют с солями без ограничений.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Для того чтобы определить, какие из утверждений верны, проанализируем каждое из них.

А. Все основания взаимодействуют с кислотами.

Это утверждение является верным. Взаимодействие с кислотой — это основное химическое свойство всех оснований, независимо от их растворимости в воде. Эта реакция называется реакцией нейтрализации, в ходе которой образуются соль и вода.
Пример реакции растворимого основания (щелочи) с кислотой: $2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$.
Пример реакции нерастворимого основания с кислотой: $Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O$.
Таким образом, утверждение А верно.

Б. Щёлочи взаимодействуют с солями без ограничений.

Это утверждение является неверным. Реакция между щелочью (растворимым основанием) и солью относится к реакциям ионного обмена. Такие реакции протекают в растворах и имеют четкие ограничения, то есть идут до конца только при выполнении одного из следующих условий:
1. Образуется нерастворимое вещество (осадок).
2. Выделяется газ.
3. Образуется слабый электролит (например, вода).
Кроме того, для реакции между щелочью и солью необходимо, чтобы оба исходных реагента были растворимы в воде.
Пример реакции, которая протекает, так как образуется осадок: $2NaOH + FeCl_2 \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2NaCl$.
Пример реакции, которая не протекает, так как все продукты растворимы и являются сильными электролитами: $KOH + NaNO_3 \nrightarrow$.
Следовательно, утверждение о том, что взаимодействие происходит "без ограничений", ложно.

Из анализа следует, что верным является только утверждение А. Это соответствует варианту ответа 1.

Ответ: 1

6. С гидроксидом магния взаимодействует вещество, формула которого

1) $HNO_3$

2) $Na_2SO_4$

3) $K_2O$

4) $SO_2$

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать химические свойства гидроксида магния ($Mg(OH)_2$) и каждого из предложенных веществ.

Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) — это нерастворимое в воде основание. Как и все основания, он вступает в реакции с веществами, обладающими кислотными свойствами, то есть с кислотами и кислотными оксидами. Он не реагирует с другими основаниями и основными оксидами. Реакция с солями возможна только в том случае, если образуется более слабое основание (что маловероятно, так как $Mg(OH)_2$ уже является слабым основанием) или более нерастворимая соль.

Рассмотрим каждый вариант ответа:

1) HNO₃

Азотная кислота ($HNO_3$) является сильной кислотой. Основания реагируют с кислотами в реакции нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода. Эта реакция является типичной для всех оснований.

Уравнение реакции:

$Mg(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + 2H_2O$

В результате реакции образуется растворимая соль нитрат магния и вода. Таким образом, гидроксид магния взаимодействует с азотной кислотой.

2) Na₂SO₄

Сульфат натрия ($Na_2SO_4$) — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($H_2SO_4$). Реакция обмена между нерастворимым основанием и солью теоретически могла бы протекать по схеме:

$Mg(OH)_2 + Na_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2NaOH$

Однако для протекания такой реакции необходимо, чтобы один из продуктов выпадал в осадок, выделялся в виде газа или был слабым электролитом (вода). В данном случае оба продукта реакции, сульфат магния ($MgSO_4$) и гидроксид натрия ($NaOH$), хорошо растворимы в воде. Следовательно, реакция не идет.

3) K₂O

Оксид калия ($K_2O$) — это основный оксид. Основания не реагируют с основными оксидами, так как оба класса соединений проявляют одинаковые химические свойства. Реакция не идет.

4) SO₂

Оксид серы(IV) ($SO_2$) — это кислотный оксид. Основания реагируют с кислотными оксидами с образованием соли и воды (если в реакции участвует гидроксид).

Уравнение реакции:

$Mg(OH)_2 + SO_2 \rightarrow MgSO_3 + H_2O$

В результате образуется соль сульфит магния и вода. Эта реакция также возможна.

Таким образом, с гидроксидом магния могут взаимодействовать как азотная кислота (вариант 1), так и оксид серы(IV) (вариант 4). Однако в заданиях с единственным выбором ответа обычно предполагается наиболее типичная и фундаментальная химическая реакция. Реакция между основанием и кислотой (реакция нейтрализации) является классическим примером химических свойств оснований. Поэтому азотная кислота является наиболее подходящим ответом.

Ответ: 1

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

1) $CaO$

2) $FeO$

3) $BaO$

4) $Na_2O$

Решение

Для решения этой задачи необходимо определить, какое из соответствующих основаниям (гидроксидам) соединение подвергается термическому разложению с образованием оксида. Существует общее правило в химии, касающееся термической устойчивости оснований:

• Гидроксиды щелочных металлов (например, $NaOH$, $KOH$) являются термически очень устойчивыми и плавятся без разложения (исключение — $LiOH$).
• Гидроксиды щелочноземельных металлов (начиная с $Ca(OH)_2$) разлагаются при высоких температурах.
• Нерастворимые основания (например, $Cu(OH)_2$, $Fe(OH)_2$, $Al(OH)_3$) относительно легко разлагаются при нагревании на соответствующий оксид и воду.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) CaO
Оксиду кальция $CaO$ соответствует гидроксид кальция $Ca(OH)_2$. Это основание щелочноземельного металла, которое разлагается при нагревании, но требует достаточно высокой температуры (около 580 °C):
$Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} CaO + H_2O$

2) FeO
Оксиду железа(II) $FeO$ соответствует гидроксид железа(II) $Fe(OH)_2$. Это нерастворимое в воде основание. Согласно общему правилу, нерастворимые основания легко разлагаются при нагревании.
$Fe(OH)_2 \xrightarrow{t} FeO + H_2O$
Эта реакция является типичным примером разложения нерастворимого основания.

3) BaO
Оксиду бария $BaO$ соответствует гидроксид бария $Ba(OH)_2$. Это сильное растворимое основание (щелочь). Гидроксид бария термически более устойчив, чем гидроксид кальция, и разлагается при очень высокой температуре (около 800 °C).
$Ba(OH)_2 \xrightarrow{t} BaO + H_2O$

4) Na₂O
Оксиду натрия $Na_2O$ соответствует гидроксид натрия $NaOH$. Это щелочь, образованная щелочным металлом. $NaOH$ является очень термически устойчивым соединением, которое плавится (при 323 °C) и кипит (при 1388 °C) без разложения. Следовательно, получить $Na_2O$ термическим разложением $NaOH$ невозможно.

Таким образом, из всех предложенных вариантов, оксид железа(II) $FeO$ является тем оксидом, получение которого разложением соответствующего основания ($Fe(OH)_2$) является наиболее характерным и легко осуществимым процессом, так как $Fe(OH)_2$ — нерастворимое основание. В то время как гидроксиды кальция и бария тоже разлагаются, это требует высоких температур, а гидроксид натрия практически не разлагается.

Ответ: 2

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

1) $CaO$ и $H_2O$

2) $CO_2$ и $NaOH$

3) $Ba(OH)_2$ и $HCl$

4) $Na_2O$ и $H_2SO_4$

Решение

Реакция нейтрализации — это реакция взаимодействия кислоты и основания, в результате которой образуются соль и вода. Общая схема реакции нейтрализации выглядит так:

Кислота + Основание → Соль + Вода

Проанализируем предложенные варианты:

1) CaO и H₂O

Взаимодействие оксида кальция ($CaO$, основный оксид) с водой ($H_2O$).

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

В результате этой реакции образуется основание (гидроксид кальция). Это реакция соединения, а не нейтрализации.

2) CO₂ и NaOH

Взаимодействие оксида углерода(IV) ($CO_2$, кислотный оксид) с гидроксидом натрия ($NaOH$, основание).

$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

Хотя в результате этой кислотно-основной реакции образуются соль и вода, классической реакцией нейтрализации считается взаимодействие именно кислоты (а не кислотного оксида) с основанием.

3) Ba(OH)₂ и HCl

Взаимодействие гидроксида бария ($Ba(OH)_2$, основание) с соляной кислотой ($HCl$, кислота).

$Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O$

Эта реакция полностью соответствует определению реакции нейтрализации: основание реагирует с кислотой с образованием соли (хлорида бария) и воды.

4) Na₂O и H₂SO₄

Взаимодействие оксида натрия ($Na_2O$, основный оксид) с серной кислотой ($H_2SO_4$, кислота).

$Na_2O + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Как и в варианте 2, это кислотно-основное взаимодействие, но не классическая реакция нейтрализации между кислотой и основанием (гидроксидом).

Таким образом, единственным вариантом, который описывает классическую реакцию нейтрализации, является взаимодействие кислоты и основания.

Ответ: 3.

9. К 500 г 3%-ного раствора гидроксида кальция добавили 50 г гидроксида кальция. Массовая доля щёлочи в растворе стала равна

1) 11,8 %

2) 14,3 %

3) 16,4 %

4) 20,4 %

Дано:

Масса исходного раствора гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), $m_{р-ра1} = 500 \text{ г}$
Массовая доля $Ca(OH)_2$ в исходном растворе, $\omega_1 = 3\%$
Масса добавленного $Ca(OH)_2$, $m_{доб} = 50 \text{ г}$

$m_{р-ра1} = 500 \text{ г} = 0,5 \text{ кг}$
$m_{доб} = 50 \text{ г} = 0,05 \text{ кг}$
$\omega_1 = 3\% = 0,03$ (в долях от единицы)

Найти:

Массовую долю щёлочи ($Ca(OH)_2$) в конечном растворе, $\omega_2 - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо определить массу растворенного вещества (гидроксида кальция) и массу раствора после добавления дополнительной порции щёлочи, а затем вычислить их соотношение.

1. Рассчитаем массу гидроксида кальция ($m_{вещества1}$), содержащегося в исходном 3%-ном растворе. Массовая доля вещества ($\omega$) определяется по формуле:
$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$
Следовательно, масса растворенного вещества:
$m_{вещества1} = m_{р-ра1} \cdot \omega_1 = 500 \text{ г} \cdot 0,03 = 15 \text{ г}$

2. К исходному раствору добавили еще 50 г гидроксида кальция. Найдем общую массу гидроксида кальция ($m_{вещества2}$) в конечном растворе. Она равна сумме массы вещества в исходном растворе и массы добавленного вещества:
$m_{вещества2} = m_{вещества1} + m_{доб} = 15 \text{ г} + 50 \text{ г} = 65 \text{ г}$

3. Найдем общую массу конечного раствора ($m_{р-ра2}$). Она равна сумме массы исходного раствора и массы добавленного гидроксида кальция:
$m_{р-ра2} = m_{р-ра1} + m_{доб} = 500 \text{ г} + 50 \text{ г} = 550 \text{ г}$

4. Теперь можно вычислить новую массовую долю щёлочи ($\omega_2$) в полученном растворе, разделив общую массу щёлочи на общую массу раствора и умножив на 100%:
$\omega_2 = \frac{m_{вещества2}}{m_{р-ра2}} \cdot 100\% = \frac{65 \text{ г}}{550 \text{ г}} \cdot 100\%$
$\omega_2 \approx 0,11818 \cdot 100\% \approx 11,82\%$

Полученное значение наиболее близко к варианту ответа 1.

Ответ: 1) 11,8 %

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

1) $Na$ и $H_2O$

2) $NaCl$ и $Ca(OH)_2$

3) $Na_2SO_4$ и $KOH$

4) $Na_2O$ и $H_2O$

5) $NaNO_3$ и $H_2O$

Решение

Натрий ($Na$) является щелочным металлом и бурно реагирует с водой ($H_2O$). Эта реакция является экзотермической (протекает с выделением тепла) и приводит к образованию гидроксида натрия ($NaOH$) и выделению водорода в виде газа ($H_2$). Уравнение химической реакции:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

Следовательно, взаимодействие натрия с водой является способом получения гидроксида натрия.

Ответ: данным способом можно получить гидроксид натрия.

Решение

Взаимодействие между хлоридом натрия ($NaCl$) и гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$) представляет собой реакцию ионного обмена. Предполагаемое уравнение реакции:

$2NaCl + Ca(OH)_2 \leftrightarrow 2NaOH + CaCl_2$

Реакции ионного обмена в растворах идут до конца только в том случае, если один из продуктов реакции выпадает в осадок, выделяется в виде газа или является слабым электролитом (например, вода). В данном случае оба продукта – гидроксид натрия ($NaOH$) и хлорид кальция ($CaCl_2$) – являются хорошо растворимыми в воде веществами. Так как все ионы остаются в растворе, реакция не смещается в сторону продуктов и практически не протекает.

Ответ: данным способом нельзя получить гидроксид натрия.

Решение

Взаимодействие между сульфатом натрия ($Na_2SO_4$) и гидроксидом калия ($KOH$) также является реакцией ионного обмена. Уравнение возможной реакции:

$Na_2SO_4 + 2KOH \leftrightarrow 2NaOH + K_2SO_4$

Проанализируем продукты реакции на растворимость. Гидроксид натрия ($NaOH$) и сульфат калия ($K_2SO_4$) являются растворимыми солями. Поскольку в результате реакции не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита, такая реакция обмена не идет.

Ответ: данным способом нельзя получить гидроксид натрия.

Решение

Оксид натрия ($Na_2O$) – это основный оксид, который соответствует основанию $NaOH$. Основные оксиды щелочных металлов активно взаимодействуют с водой ($H_2O$), образуя соответствующую щелочь. Уравнение химической реакции:

$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

Эта реакция является прямым способом получения гидроксида натрия.

Ответ: данным способом можно получить гидроксид натрия.

Решение

Нитрат натрия ($NaNO_3$) – это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). При добавлении такой соли в воду ($H_2O$) происходит ее растворение и диссоциация на ионы ($Na^+$ и $NO_3^-$). Химического взаимодействия с образованием гидроксида натрия не происходит, так как соль не подвергается гидролизу.

Ответ: данным способом нельзя получить гидроксид натрия.

11. Установите соответствие между реагентами и продуктами реакции.

РЕАГЕНТЫ

А) $KOH + SO_2 \rightarrow$

Б) $Cu(OH)_2 + HCl \rightarrow$

В) $LiOH + NaNO_3 \rightarrow$

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

1) $K_2SO_4 + H_2$

2) реакция не протекает

3) $K_2SO_3 + H_2O$

4) $CuCl_2 + H_2O$

5) $LiNO_3 + NaOH$

Решение

А) $KOH + SO_2 \rightarrow$

В данной реакции взаимодействуют гидроксид калия ($KOH$) — сильное основание (щёлочь), и оксид серы(IV) ($SO_2$) — кислотный оксид. Кислотному оксиду $SO_2$ соответствует сернистая кислота ($H_2SO_3$). Реакция между щёлочью и кислотным оксидом является реакцией нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода. В данном случае образуется сульфит калия ($K_2SO_3$) и вода ($H_2O$).

Уравнение реакции:

$2KOH + SO_2 \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$

Продукты реакции соответствуют варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3

Б) $Cu(OH)_2 + HCl \rightarrow$

Это реакция между гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$), который является нерастворимым в воде основанием, и соляной кислотой ($HCl$) — сильной кислотой. Реакции между основаниями (даже нерастворимыми) и кислотами называются реакциями нейтрализации и приводят к образованию соли и воды. В данном случае образуется соль хлорид меди(II) ($CuCl_2$) и вода ($H_2O$).

Уравнение реакции:

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

Продукты реакции соответствуют варианту ответа под номером 4.

Ответ: 4

В) $LiOH + NaNO_3 \rightarrow$

Здесь представлены гидроксид лития ($LiOH$) — сильное основание (щёлочь), и нитрат натрия ($NaNO_3$) — соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Реакция между ними является реакцией ионного обмена. Такие реакции протекают только в том случае, если один из продуктов является нерастворимым веществом (осадком), газом или слабым электролитом (например, водой).

Возможные продукты реакции — нитрат лития ($LiNO_3$) и гидроксид натрия ($NaOH$).

$LiOH + NaNO_3 \rightarrow LiNO_3 + NaOH$

Проверим растворимость продуктов: нитрат лития и гидроксид натрия являются хорошо растворимыми в воде веществами. Оба являются сильными электролитами. Таким образом, в растворе не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Следовательно, движущей силы у реакции нет, и она не протекает.

Данный случай соответствует варианту ответа под номером 2.

Ответ: 2