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

Задание с развёрнутым ответом

13. Опишите последовательность разделения смеси, содержащей воду и растительное масло.

Решение

Смесь воды и растительного масла является неоднородной (гетерогенной), поскольку эти две жидкости не растворяются друг в друге (являются несмешивающимися). Ключевым для их разделения является различие в их физических свойствах, в первую очередь — в плотности. Плотность воды ($ \rho_{\text{воды}} \approx 1000 \text{ кг/м}^3 $) выше плотности растительного масла ($ \rho_{\text{масла}} \approx 920-930 \text{ кг/м}^3 $). Из-за этой разницы при отстаивании смесь самопроизвольно расслаивается: масло как менее плотная жидкость собирается в верхнем слое, а вода — в нижнем.

Для разделения такой смеси используют метод отстаивания с применением делительной воронки. Последовательность действий такова:

1. Смесь воды и масла наливают в делительную воронку, которая закреплена в лабораторном штативе. Воронку закрывают пробкой.

2. Смеси дают отстояться в течение некоторого времени. За это время происходит полное расслоение жидкостей. Образуются два четко видимых слоя: верхний — масло, нижний — вода.

3. Под сливной носик делительной воронки подставляют пустую емкость (например, стакан или колбу). Перед сливом необходимо вынуть пробку из верхнего отверстия воронки, чтобы обеспечить доступ воздуха и равномерное вытекание жидкости.

4. Аккуратно открывают кран воронки и начинают сливать нижний слой (воду). Необходимо внимательно следить за границей раздела фаз.

5. Когда вся вода вытечет и граница раздела слоев достигнет уровня крана, кран перекрывают. Таким образом, вода оказывается отделена в первой емкости.

6. Под воронку ставят вторую чистую емкость и сливают в нее оставшуюся жидкость — верхний слой (растительное масло).

В результате этих действий смесь будет разделена на исходные компоненты.

Ответ: Смесь воды и растительного масла разделяют методом отстаивания с помощью делительной воронки. Метод основан на несмешиваемости этих жидкостей и различии их плотностей, из-за чего масло образует верхний слой, а вода — нижний, что позволяет последовательно слить их в разные емкости.

Тестовые задания с выбором одного правильного ответа

1. Химия — это наука

1) о веществах, их свойствах и превращениях

2) о физических и химических явлениях

3) о составе и строении веществ

4) о материалах и их свойствах

Классическое определение гласит, что химия — это наука о веществах, их составе, строении, свойствах и превращениях. Для выбора наиболее точного варианта ответа необходимо проанализировать каждый из них.

Определение 1) "о веществах, их свойствах и превращениях" является самым полным и точным. Оно охватывает три ключевых аспекта, которые изучает химия: сами вещества как объект изучения, их свойства (которые напрямую зависят от состава и строения) и, что самое важное, их превращения в другие вещества в ходе химических реакций.

Остальные варианты являются либо неполными, либо неточными. Вариант 2) "о физических и химических явлениях" некорректен, так как химия сфокусирована в первую очередь на химических явлениях, а физические явления — предмет изучения физики. Вариант 3) "о составе и строении веществ" описывает лишь часть предмета химии, упуская свойства и реакции. Вариант 4) "о материалах и их свойствах" является слишком узким и прикладным, так как химия изучает все вещества, а не только те, что используются в качестве материалов, и также игнорирует фундаментальный аспект превращений веществ.

Таким образом, первый вариант наилучшим образом отражает суть химической науки.

Ответ: 1).

2. В металлургии химия находит применение для производства

1) резины

3) металлов и сплавов

2) гербицидов

4) пластмасс

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать, что такое металлургия и как она связана с химией. Металлургия — это область науки и техники, охватывающая процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры и свойств металлических сплавов. Основа металлургических процессов — это химические реакции.

Например, восстановление металлов из их оксидов является ключевым процессом. Классический пример — доменный процесс получения чугуна из железной руды, где оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) восстанавливается угарным газом ($CO$) до железа ($Fe$): $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$. Другие примеры включают электролиз расплавов солей или оксидов для получения активных металлов (как алюминий) и легирование (добавление примесей) для создания сплавов с заданными свойствами.

Рассмотрим предложенные варианты ответа:
1) Производство резины — это процесс вулканизации каучука, который относится к химии полимеров, а не к металлургии.
2) Производство гербицидов (веществ для борьбы с сорняками) является областью органического синтеза и агрохимии.
3) Производство металлов и сплавов — это прямая и основная задача металлургии. Как было показано выше, вся металлургия построена на химических процессах извлечения, очистки и смешивания металлов.
4) Производство пластмасс — это область химии высокомолекулярных соединений (полимеров).

Следовательно, химия в металлургии находит прямое применение именно для производства металлов и сплавов.

Ответ: 3

3. К источникам загрязнения окружающей среды относятся

1) свалки бытовых отходов

2) заводы по сжиганию мусора

3) горнодобывающие предприятия

4) все перечисленные источники

Для определения правильного ответа проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) свалки бытовых отходов
Свалки являются одним из крупнейших источников загрязнения окружающей среды. Процессы гниения органических отходов без доступа кислорода приводят к образованию свалочного газа, который в основном состоит из метана ($CH_4$) и диоксида углерода ($CO_2$), являющихся мощными парниковыми газами. Кроме того, атмосферные осадки, проходя через толщу отходов, образуют высокотоксичный фильтрат, который просачивается в почву и грунтовые воды, загрязняя их тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими опасными химическими соединениями.

2) заводы по сжиганию мусора
Мусоросжигательные заводы, хотя и решают проблему уменьшения объема отходов, сами являются источником серьезного загрязнения. При сжигании мусора в атмосферу выбрасываются вредные вещества: диоксины, фураны, оксиды азота и серы, тяжелые металлы (например, ртуть, свинец, кадмий) и мелкодисперсная пыль. Образующаяся в результате сжигания зола и шлак также токсичны и требуют специальной утилизации, так как могут загрязнять почву и воду.

3) горнодобывающие предприятия
Добыча полезных ископаемых наносит комплексный вред окружающей среде. Этот процесс включает в себя:

• Нарушение и уничтожение почвенного покрова и природных ландшафтов.
• Загрязнение атмосферы пылью и газами от работы техники и взрывных работ.
• Загрязнение поверхностных и подземных вод кислыми рудничными водами, тяжелыми металлами и химическими реагентами, используемыми для обогащения руды.
• Образование огромного количества отвалов пустой породы, которые также могут быть источником загрязнения.

4) все перечисленные источники
Как показывает анализ, каждый из перечисленных в пунктах 1, 2 и 3 объектов (свалки, мусоросжигательные заводы и горнодобывающие предприятия) является значительным источником загрязнения различных компонентов окружающей среды: атмосферы, гидросферы и литосферы. Следовательно, наиболее полным и верным ответом является тот, который объединяет все эти источники.

Ответ: 4

4. К чистым химическим веществам относится

1) поваренная соль

2) пластмасса

3) гранит

4) стекло

Решение

Чистое химическое вещество — это вещество, состоящее из частиц одного вида (атомов одного химического элемента или молекул одного вещества) и обладающее постоянным составом и физическими свойствами. Смесь, в свою очередь, состоит из двух или более веществ (компонентов), которые не связаны друг с другом химически. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

• 1) поваренная соль

  Поваренная соль — это бытовое название хлорида натрия, который является индивидуальным химическим соединением с формулой $NaCl$. Теоретически, это чистое вещество с постоянной температурой плавления (801 °C) и другими определёнными физическими и химическими свойствами. Среди предложенных вариантов это единственный пример чистого вещества.

• 2) пластмасса

  Пластмасса является материалом, состоящим из высокомолекулярных соединений (полимеров). Однако промышленные пластмассы почти всегда представляют собой смеси. В их состав, кроме полимера, входят различные добавки: пластификаторы (для эластичности), стабилизаторы (для предотвращения старения), красители, наполнители и т.д. Состав пластмассы не является постоянным, поэтому она представляет собой смесь.

• 3) гранит

  Гранит — это природная горная порода, которая является механической смесью нескольких различных минералов. В его состав в основном входят кварц ($SiO_2$), полевой шпат (например, ортоклаз $KAlSi_3O_8$) и слюда (например, биотит). Соотношение этих минералов в граните непостоянно. Следовательно, гранит — это смесь веществ.

• 4) стекло

  Стекло, как и пластмасса, является не кристаллическим, а аморфным материалом. Обычное оконное или тарное стекло представляет собой твёрдый раствор (смесь) оксидов. Его получают сплавлением диоксида кремния ($SiO_2$) с оксидом натрия ($Na_2O$) и оксидом кальция ($CaO$). Состав стекла может варьироваться для придания ему различных свойств, поэтому стекло является смесью, а не чистым веществом.

Таким образом, из всех перечисленных вариантов только поваренная соль является чистым химическим веществом.

Ответ: 1

5. Выберите свойство алюминия, с которым связано наиболее широкое его применение.

1) электропроводность

2) тугоплавкость

3) отсутствие магнитных свойств

4) высокая плотность

Для выбора правильного ответа проанализируем каждое из предложенных свойств алюминия и его значение для промышленности и быта.

1) электропроводность
Алюминий обладает высокой электропроводностью, уступая по этому показателю из распространенных металлов только серебру и меди. Однако алюминий значительно легче и дешевле меди. Сочетание хорошей электропроводности и низкой плотности делает его незаменимым материалом для изготовления проводов линий электропередачи (ЛЭП), кабелей и других элементов в электротехнике. Это одна из самых масштабных областей применения алюминия в мире.

2) тугоплавкость
Это свойство нехарактерно для алюминия. Его температура плавления составляет около 660 °C, что относит его к легкоплавким металлам. Тугоплавкими считаются металлы с температурой плавления выше, чем у железа (1538 °C), например, вольфрам или молибден. Поэтому данный вариант ответа является неверным.

3) отсутствие магнитных свойств
Алюминий является парамагнетиком, то есть он практически не намагничивается. Это свойство используется в некоторых специальных сферах, например, в приборостроении или для изготовления корпусов электроники, чтобы избежать влияния магнитных полей. Однако это применение не является наиболее широким по сравнению с другими.

4) высокая плотность
Данное утверждение неверно. Напротив, одно из главных преимуществ алюминия — его низкая плотность (около 2,7 г/см³), что примерно в три раза меньше плотности стали или меди. Именно это свойство в сочетании с хорошей прочностью его сплавов обусловило его широчайшее применение в авиастроении, автомобильной промышленности, строительстве и производстве тары.

Таким образом, из предложенных вариантов два (2 и 4) являются фактически неверными. Хотя низкая плотность (которой нет в вариантах) является ключевым свойством для многих отраслей, высокая электропроводность также определяет огромную и незаменимую область применения алюминия в мировой экономике — электроэнергетику. Среди представленных вариантов именно электропроводность связана с одной из самых широких сфер использования этого металла.

Ответ: 1) электропроводность

6. Какую смесь можно разделить изображённым на рисунке способом?

1) порошков мела и серы
2) речного песка в воде
3) железных и древесных опилок
4) водного раствора спирта

На рисунке изображён лабораторный метод разделения смесей — фильтрование. Этот метод применяется для разделения гетерогенных (неоднородных) смесей, которые состоят из нерастворимого твёрдого вещества и жидкости. В процессе фильтрования смесь пропускают через фильтр (например, бумажный), поры которого задерживают твёрдые частицы, а жидкость (фильтрат) свободно проходит сквозь него.

Проанализируем предложенные варианты смесей с точки зрения применимости к ним метода фильтрования:

1) порошков мела и серы
Это смесь двух твёрдых веществ. Фильтрование напрямую для разделения такой смеси неприменимо, так как отсутствует жидкая фаза.

2) речного песка в воде
Это гетерогенная смесь, состоящая из твёрдого, нерастворимого в воде вещества (речной песок, $SiO_2$) и жидкости (вода). При пропускании такой смеси через фильтр песок останется на нём, а чистая вода пройдёт в приёмную колбу. Этот способ идеально подходит для разделения данной смеси.

3) железных и древесных опилок
Это смесь двух твёрдых веществ. Её можно разделить, используя магнит (для отделения железных опилок) или методом флотации (поместив в воду, где опилки всплывут, а железо утонет), но не фильтрованием в его классическом виде.

4) водного раствора спирта
Это гомогенная (однородная) смесь, или истинный раствор. Молекулы спирта и воды равномерно распределены друг в друге и легко пройдут через поры любого фильтра. Для разделения таких смесей используют метод дистилляции (перегонки), основанный на различии температур кипения веществ.

Таким образом, единственная смесь из предложенных, которую можно эффективно разделить показанным на рисунке способом, — это смесь речного песка и воды.

Ответ: 2) речного песка в воде.