Страница 78 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Найдите массу осадка, выпавшего при взаимодействии гидроксида натрия с 8 г сульфата меди(II).

Дано:

$m(CuSO_4) = 8 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$m(CuSO_4) = 0.008 \text{ кг}$

Найти:

$m(\text{осадка}) - ?$

Решение:

При взаимодействии гидроксида натрия ($NaOH$) и сульфата меди(II) ($CuSO_4$) происходит реакция обмена, в результате которой образуется нерастворимое основание — гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), который выпадает в осадок голубого цвета, и растворимая соль — сульфат натрия ($Na_2SO_4$).

Запишем уравнение химической реакции:

$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Из уравнения видно, что осадком является гидроксид меди(II) - $Cu(OH)_2$.

Так как в условии задачи не указано количество гидроксида натрия, предполагается, что он взят в избытке. Следовательно, расчёт массы осадка будем производить по массе сульфата меди(II), который полностью прореагировал.

1. Вычислим молярную массу сульфата меди(II) ($CuSO_4$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева ($Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(S) \approx 32$, $Ar(O) \approx 16$).

$M(CuSO_4) = Ar(Cu) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества ($\nu$) сульфата меди(II) массой 8 г.

$\nu(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} = \frac{8 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.05 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося осадка $Cu(OH)_2$.

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, из 1 моль $CuSO_4$ образуется 1 моль $Cu(OH)_2$. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\frac{\nu(CuSO_4)}{1} = \frac{\nu(Cu(OH)_2)}{1}$

$\nu(Cu(OH)_2) = \nu(CuSO_4) = 0.05 \text{ моль}$

4. Вычислим молярную массу гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$), ($Ar(H) \approx 1$).

$M(Cu(OH)_2) = Ar(Cu) + 2 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 64 + 2 \cdot (16 + 1) = 64 + 34 = 98 \text{ г/моль}$

5. Найдем массу выпавшего осадка $Cu(OH)_2$.

$m(Cu(OH)_2) = \nu(Cu(OH)_2) \cdot M(Cu(OH)_2) = 0.05 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 4.9 \text{ г}$

Ответ: масса выпавшего осадка составляет 4.9 г.

13. Дана схема превращений веществ:

$CaO \to Ca(OH)_2 \to CaSO_4$

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

Решение

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

1. Превращение $CaO \rightarrow Ca(OH)_2$

Для получения гидроксида кальция из оксида кальция необходимо провести реакцию взаимодействия оксида кальция с водой. Этот процесс также называют гашением извести.

Уравнение реакции:

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

Названия веществ:

$CaO$ — оксид кальция.

$H_2O$ — вода (оксид водорода).

$Ca(OH)_2$ — гидроксид кальция.

Тип реакции: реакция соединения, так как из двух исходных веществ синтезируется одно более сложное вещество.

Ответ: Уравнение реакции: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$. Тип реакции: соединение.

2. Превращение $Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_4$

Для получения соли сульфата кальция из гидроксида кальция (основание) можно провести реакцию нейтрализации с серной кислотой. В результате реакции образуется соль и вода. Сульфат кальция является малорастворимым веществом, поэтому он выпадает в осадок.

Уравнение реакции:

$Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + 2H_2O$

Названия веществ:

$Ca(OH)_2$ — гидроксид кальция.

$H_2SO_4$ — серная кислота.

$CaSO_4$ — сульфат кальция.

Тип реакции: реакция обмена, так как два сложных вещества (основание и кислота) обмениваются своими составными частями. Данный вид реакции обмена также является реакцией нейтрализации.

Ответ: Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + 2H_2O$. Тип реакции: обмен.

1. Выберите формулу двухосновной кислородсодержащей кислоты.

1) $H_2SO_4$

2) $H_3PO_4$

3) $K_2SO_4$

4) $H_2S$

Решение

Чтобы выбрать правильный ответ, необходимо найти вещество, которое удовлетворяет трем условиям одновременно: является кислотой, является кислородсодержащей и является двухосновной.

- Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотного остатка.
- Кислородсодержащие кислоты — это кислоты, в состав которых входит кислород.
- Основность кислоты определяется числом атомов водорода в молекуле, способных к диссоциации (или замещению на металл). Двухосновная кислота содержит два таких атома водорода.

Проанализируем предложенные варианты:

1) $H_2SO_4$

Серная кислота. Это вещество является кислотой. В состав молекулы входит кислород (4 атома), значит, кислота кислородсодержащая. В молекуле содержится 2 атома водорода, следовательно, кислота является двухосновной. Этот вариант полностью соответствует всем условиям.

2) $H_3PO_4$

Ортофосфорная кислота. Является кислородсодержащей кислотой. Однако она содержит три атома водорода, поэтому является трехосновной, а не двухосновной. Этот вариант не подходит.

3) $K_2SO_4$

Сульфат калия. Данное вещество является солью, так как в нем атомы водорода серной кислоты замещены на атомы металла калия. Этот вариант не подходит.

4) $H_2S$

Сероводородная кислота. Является кислотой и она двухосновна (2 атома водорода). Однако в ее составе нет атомов кислорода, это бескислородная кислота. Этот вариант не подходит.

Таким образом, единственной двухосновной кислородсодержащей кислотой из предложенного списка является серная кислота.

Ответ: 1

2. Выберите формулу нерастворимой кислоты.

1) $HCl$

2) $HNO_3$

3) $H_2CO_3$

4) $H_2SiO_3$

Чтобы выбрать формулу нерастворимой кислоты, необходимо проанализировать растворимость в воде каждой из предложенных кислот. Для этого можно воспользоваться таблицей растворимости солей, кислот и оснований в воде.

1) HCl – соляная кислота. Это сильная, хорошо растворимая в воде кислота.

2) HNO₃ – азотная кислота. Также является сильной и полностью растворимой в воде кислотой.

3) H₂CO₃ – угольная кислота. Это слабая и неустойчивая кислота, которая существует только в водном растворе и считается растворимой. Она легко разлагается на углекислый газ и воду: $H₂CO₃ \rightleftharpoons H₂O + CO₂$.

4) H₂SiO₃ – кремниевая кислота. Это очень слабая кислота, которая нерастворима в воде. В таблице растворимости она помечена буквой "Н" (нерастворимо). Она выпадает в виде студенистого осадка.

Следовательно, из перечисленных кислот нерастворимой является кремниевая кислота.

Ответ: 4) $H₂SiO₃$

3. Кислоту от щёлочи можно отличить с помощью

1) лакмуса 2) метилоранжа

3) фенолфталеина

4) любого из указанных индикаторов

Решение:

Чтобы отличить кислоту от щёлочи, используют химические индикаторы — вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от кислотности среды (уровня pH). У кислот pH < 7, а у щелочей pH > 7. Это различие позволяет легко их идентифицировать.

1) лакмуса

В кислой среде лакмус становится красным, а в щелочной — синим. Следовательно, он позволяет отличить кислоту от щёлочи.

2) метилоранжа

Метилоранж в кислой среде окрашивается в красный цвет, а в щелочной — в жёлтый. Эта разница в цветах также делает его пригодным для различения кислот и щелочей.

3) фенолфталеина

Фенолфталеин бесцветен в кислой и нейтральной средах, но приобретает малиновую окраску в щелочной среде. Это свойство позволяет однозначно идентифицировать щёлочь (она окрасится) и кислоту (останется бесцветной).

4) любого из указанных индикаторов

Поскольку каждый из трёх перечисленных индикаторов (лакмус, метилоранж, фенолфталеин) даёт чёткую и различную реакцию на кислотную и щелочную среду, то для различения кислоты и щёлочи можно использовать любой из них. Таким образом, этот вариант ответа является верным.

Ответ: 4

4. Все кислоты способны

1) взаимодействовать с солями

2) разлагаться при нагревании

3) взаимодействовать со щелочами

4) хорошо растворяться в воде

Проанализируем каждое утверждение, чтобы определить, какое из них является общим свойством для всех кислот.

1) взаимодействовать с солями

Это утверждение неверно. Реакция между кислотой и солью происходит только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или более слабая кислота. Например, соляная кислота ($HCl$) не будет реагировать с хлоридом натрия ($NaCl$), так как они имеют общий анион и продукты реакции будут идентичны исходным веществам. Однако, $HCl$ будет реагировать с карбонатом кальция ($CaCO_3$), так как образуется газ (углекислый газ): $2HCl + CaCO_3 \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$. Поскольку не все кислоты реагируют со всеми солями, это не является универсальным свойством.

2) разлагаться при нагревании

Это утверждение неверно. Далеко не все кислоты разлагаются при нагревании. Например, серная ($H_2SO_4$) и соляная ($HCl$) кислоты являются термически устойчивыми. В то же время, некоторые кислоты, такие как угольная ($H_2CO_3$) и сернистая ($H_2SO_3$), нестабильны даже при комнатной температуре, а азотная ($HNO_3$) и кремниевая ($H_2SiO_3$) разлагаются при нагревании. Таким образом, это свойство не присуще всем кислотам.

3) взаимодействовать со щелочами

Это утверждение верно. Реакция нейтрализации, то есть взаимодействие кислоты с основанием (в данном случае со щелочью — растворимым основанием), является фундаментальным свойством всех кислот. В результате такой реакции всегда образуются соль и вода. Например, взаимодействие соляной кислоты с гидроксидом натрия: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$. Или взаимодействие нерастворимой кремниевой кислоты с той же щелочью: $H_2SiO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2O$. Эта способность характерна для абсолютно всех кислот.

4) хорошо растворяться в воде

Это утверждение неверно. Хотя многие неорганические кислоты (серная, соляная, азотная) хорошо растворимы в воде, существуют и нерастворимые кислоты. Ярким примером является кремниевая кислота ($H_2SiO_3$), которая представляет собой студенистый осадок и практически не растворяется в воде. Многие органические кислоты с длинной углеводородной цепью (высшие карбоновые кислоты, например, стеариновая) также нерастворимы в воде. Следовательно, хорошая растворимость не является общим свойством всех кислот.

Таким образом, единственное свойство, характерное для всех без исключения кислот, — это их способность вступать в реакцию нейтрализации со щелочами.

Ответ: 3

5. Выберите уравнение реакции нейтрализации.

1) $2KOH + SO_2 = K_2SO_3 + H_2O$

2) $MgO + H_2SO_4 = MgSO_4 + H_2O$

3) $Ca + 2H_2O = Ca(OH)_2 + H_2O$

4) $KOH + HCl = KCl + H_2O$

Решение

Реакция нейтрализации — это химическая реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода. Общая схема реакции выглядит так: Кислота + Основание → Соль + Вода. Для того чтобы определить, какая из предложенных реакций является реакцией нейтрализации, необходимо проанализировать реагенты и продукты в каждом уравнении.

1) $2\text{KOH} + \text{SO}_2 = \text{K}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O}$
В этой реакции участвует гидроксид калия ($KOH$), который является основанием, и оксид серы(IV) ($SO_2$), который является кислотным оксидом. Это реакция между основанием и кислотным оксидом, а не между кислотой и основанием. Следовательно, это не реакция нейтрализации в строгом определении.

2) $\text{MgO} + \text{H}_2\text{SO}_4 = \text{MgSO}_4 + \text{H}_2\text{O}$
Здесь реагируют оксид магния ($MgO$), являющийся основным оксидом, и серная кислота ($H_2SO_4$). Это реакция между основным оксидом и кислотой. Для реакции нейтрализации в качестве одного из реагентов должно выступать основание (гидроксид), а не его оксид.

3) $\text{Ca} + 2\text{H}_2\text{O} = \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\text{O}$
Это реакция замещения, где активный щелочноземельный металл кальций ($Ca$) взаимодействует с водой ($H_2O$) с образованием основания (гидроксида кальция $Ca(OH)_2$) и выделением газообразного водорода ($H_2$). Следует отметить, что в уравнении на изображении, вероятно, допущена опечатка (в продуктах указана вода $H_2O$ вместо водорода $H_2$). Данная реакция не является реакцией нейтрализации.

4) $\text{KOH} + \text{HCl} = \text{KCl} + \text{H}_2\text{O}$
В этом уравнении гидроксид калия ($KOH$), сильное основание, реагирует с соляной кислотой ($HCl$), сильной кислотой. В результате образуются хлорид калия ($KCl$), который является солью, и вода ($H_2O$). Эта реакция полностью соответствует определению реакции нейтрализации.

Таким образом, единственным уравнением, описывающим реакцию нейтрализации, является уравнение под номером 4.

Ответ: 4

6. Химическая реакция возможна между веществами, формулы которых:

1) $SiO_2$ и $H_2O$

2) $CuO$ и $H_2SO_4$

3) $Cu$ и $HCl$

4) $HNO_3$ и $H_2O$

Для определения, между какими из предложенных веществ возможна химическая реакция, проанализируем каждую пару.

Таким образом, из всех предложенных вариантов химическая реакция возможна только между оксидом меди(II) и серной кислотой. Правильный вариант ответа — 2.

7. Реакция обмена с выпадением осадка протекает при взаимодействии соляной кислоты с веществом, формула которого

1) $AgNO_3$

2) $FeO$

3) $Ca(OH)_2$

4) $BaO$

Решение

Задача состоит в том, чтобы определить, какое из предложенных веществ вступает в реакцию обмена с соляной кислотой ($HCl$) с образованием осадка. Реакция обмена — это реакция, при которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Осадок — это нерастворимое в воде вещество. Проанализируем каждую реакцию.

1) AgNO₃

Взаимодействие соляной кислоты с нитратом серебра — это реакция обмена между кислотой и солью. В результате реакции образуется хлорид серебра ($AgCl$), который является нерастворимым веществом (выпадает в виде белого творожистого осадка), и азотная кислота ($HNO_3$).

Уравнение реакции: $HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Так как образуется осадок, этот вариант подходит.

2) FeO

Взаимодействие соляной кислоты с оксидом железа(II) приводит к образованию соли и воды. Продуктом реакции является хлорид железа(II) ($FeCl_2$), который хорошо растворим в воде. Осадок не образуется.

Уравнение реакции: $2HCl + FeO \rightarrow FeCl_2 + H_2O$

Этот вариант не подходит.

3) Ca(OH)₂

Взаимодействие соляной кислоты с гидроксидом кальция является реакцией нейтрализации (частный случай реакции обмена). Продуктами являются соль хлорид кальция ($CaCl_2$) и вода. Хлорид кальция хорошо растворим в воде. Осадок не образуется.

Уравнение реакции: $2HCl + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

Этот вариант не подходит.

4) BaO

Взаимодействие соляной кислоты с оксидом бария приводит к образованию соли и воды. Продуктом реакции является хлорид бария ($BaCl_2$), который хорошо растворим в воде. Осадок не образуется.

Уравнение реакции: $2HCl + BaO \rightarrow BaCl_2 + H_2O$

Этот вариант не подходит.

Таким образом, единственная реакция, удовлетворяющая условиям задачи, — это взаимодействие соляной кислоты с нитратом серебра.

Ответ: 1