Страница 83 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Установите соответствие между кислотой и оксидом, который соответствует этой кислоте.

КИСЛОТА

А) $H_2CO_3$

Б) $H_2SO_4$

В) $H_3PO_4$

ОКСИД

1) $SO_2$

2) $CO$

3) $CO_2$

4) $P_2O_5$

5) $SO_3$

А) Для того чтобы найти оксид, соответствующий кислоте, необходимо, чтобы степень окисления кислотообразующего элемента в кислоте и оксиде совпадала. В угольной кислоте $H_2CO_3$ степень окисления водорода равна +1, а кислорода -2. Пусть степень окисления углерода (C) равна $x$. Тогда, исходя из электронейтральности молекулы, составляем уравнение: $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$. Решая его, получаем $2 + x - 6 = 0$, откуда $x = +4$. Теперь найдем оксид, в котором углерод имеет степень окисления +4. Это оксид углерода(IV) — $CO_2$.
Ответ: 3

Б) В серной кислоте $H_2SO_4$ определим степень окисления серы (S). Степень окисления водорода +1, кислорода -2. Пусть степень окисления серы равна $x$. Составляем уравнение: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$. Решая его, получаем $2 + x - 8 = 0$, откуда $x = +6$. Ищем оксид, в котором сера имеет степень окисления +6. Это оксид серы(VI) — $SO_3$. Оксиду $SO_2$ (степень окисления серы +4) соответствует сернистая кислота $H_2SO_3$.
Ответ: 5

В) В ортофосфорной кислоте $H_3PO_4$ определим степень окисления фосфора (P). Степень окисления водорода +1, кислорода -2. Пусть степень окисления фосфора равна $x$. Составляем уравнение: $3 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$. Решая его, получаем $3 + x - 8 = 0$, откуда $x = +5$. Оксид, в котором фосфор имеет степень окисления +5, — это оксид фосфора(V) — $P_2O_5$.
Ответ: 4

12. С какими из перечисленных веществ вступает в реакцию раствор серной кислоты ($H_2SO_4$): оксид кальция ($CaO$), нитрат натрия ($NaNO_3$), магний ($Mg$), оксид фосфора(V) ($P_2O_5$), хлорид бария ($BaCl_2$)? Напишите уравнения реакций.

Раствор серной кислоты ($H_2SO_4$) вступает в реакцию со следующими веществами из списка:

оксид кальция

Серная кислота, как и любая сильная кислота, реагирует с основными оксидами. Оксид кальция ($CaO$) является основным оксидом. В результате реакции образуется соль (сульфат кальция) и вода. Эта реакция является реакцией нейтрализации.

Уравнение реакции: $H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4 + H_2O$

Ответ: Раствор серной кислоты реагирует с оксидом кальция. Уравнение реакции: $H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4 + H_2O$.

нитрат натрия

В водном растворе серная кислота не реагирует с нитратом натрия ($NaNO_3$). Нитрат натрия — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Реакция ионного обмена между ними не идет, так как не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита (например, воды).

Ответ: Раствор серной кислоты не реагирует с нитратом натрия.

магний

Серная кислота реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Магний ($Mg$) является таким металлом. Он вытесняет водород из раствора кислоты, в результате чего образуется соль (сульфат магния) и выделяется газообразный водород.

Уравнение реакции: $H_2SO_4(разб.) + Mg \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$

Ответ: Раствор серной кислоты реагирует с магнием. Уравнение реакции: $H_2SO_4 + Mg \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$.

оксид фосфора(V)

Серная кислота не реагирует с оксидом фосфора(V) ($P_2O_5$). Оба этих вещества проявляют кислотные свойства (серная кислота и кислотный оксид фосфора). Кислоты с кислотными оксидами не взаимодействуют.

Ответ: Раствор серной кислоты не реагирует с оксидом фосфора(V).

хлорид бария

Серная кислота реагирует с раствором хлорида бария ($BaCl_2$). Это качественная реакция на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$). В результате реакции ионного обмена образуется нерастворимый в воде и кислотах белый осадок сульфата бария ($BaSO_4$).

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

Ответ: Раствор серной кислоты реагирует с хлоридом бария. Уравнение реакции: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$.

13. Технический цинк массой 7 г, содержащий 7 % примесей, растворили в избытке соляной кислоты. Определите объём (н. у.) полученного водорода.

Дано:

$m_{техн.}(Zn) = 7 \text{ г}$
$\omega(примесей) = 7\%$

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с соляной кислотой. Примеси считаются инертными и в реакции не участвуют.

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

2. Определим массовую долю чистого цинка в образце.

$\omega(Zn) = 100\% - \omega(примесей) = 100\% - 7\% = 93\%$ или $0.93$

3. Рассчитаем массу чистого цинка, который вступает в реакцию.

$m(Zn) = m_{техн.}(Zn) \times \omega(Zn) = 7 \text{ г} \times 0.93 = 6.51 \text{ г}$

4. Найдем количество вещества цинка. Молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65 \text{ г/моль}$.

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{6.51 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} \approx 0.100 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции, соотношение количеств вещества цинка и водорода составляет $1:1$. Следовательно:

$n(H_2) = n(Zn) \approx 0.100 \text{ моль}$

6. Рассчитаем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$V(H_2) = n(H_2) \times V_m \approx 0.100 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 2.24 \text{ л}$

Ответ: объём полученного водорода равен 2,24 л.

1. Выберите формулу одноосновной бескислородной кислоты.

1) $HCl$

2) $HNO_2$

3) $H_2S$

4) $H_3PO_4$

Для решения этой задачи необходимо проанализировать каждое из предложенных соединений на соответствие двум критериям: кислота должна быть одноосновной и бескислородной.

• Одноосновная кислота — это кислота, молекула которой при диссоциации в водном растворе отщепляет один ион водорода (протон $H^+$). Основность кислоты определяется количеством атомов водорода, способных замещаться на металл.
• Бескислородная кислота — это кислота, в состав молекулы которой не входят атомы кислорода.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) $HCl$ (соляная или хлороводородная кислота)

Анализ формулы:

• Молекула содержит один атом водорода, следовательно, кислота является одноосновной. Уравнение диссоциации: $HCl \leftrightarrow H^+ + Cl^-$.
• В составе молекулы отсутствуют атомы кислорода, значит, кислота является бескислородной.

2) $HNO_2$ (азотистая кислота)

Анализ формулы:

• Молекула содержит один атом водорода, следовательно, кислота является одноосновной.
• В составе молекулы присутствуют атомы кислорода, значит, кислота является кислородсодержащей, а не бескислородной.

3) $H_2S$ (сероводородная кислота)

Анализ формулы:

• Молекула содержит два атома водорода, следовательно, кислота является двухосновной, а не одноосновной.
• В составе молекулы отсутствуют атомы кислорода, значит, кислота является бескислородной.

4) $H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота)

Анализ формулы:

• Молекула содержит три атома водорода, следовательно, кислота является трехосновной, а не одноосновной.
• В составе молекулы присутствуют атомы кислорода, значит, кислота является кислородсодержащей.

Таким образом, единственная формула, которая соответствует определению одноосновной бескислородной кислоты, — это $HCl$.

Ответ: 1) $HCl$

2. Выберите формулу нестабильной кислоты.

1) $H_2SiO_3$

2) $HNO_3$

3) $H_2SO_4$

4) $HBr$

Решение

Для того чтобы выбрать формулу нестабильной кислоты, необходимо рассмотреть химические свойства каждого из предложенных соединений.

1) $H_2SiO_3$
Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) является очень слабой и нерастворимой в воде кислотой. Она относится к нестабильным соединениям, так как легко разлагается при хранении или слабом нагревании на оксид кремния(IV) и воду. Это выражается уравнением реакции: $H_2SiO_3 \rightarrow SiO_2 \downarrow + H_2O$. Из-за этой неустойчивости ее невозможно выделить в чистом виде, она существует в виде студенистого осадка (геля).

2) $HNO_3$
Азотная кислота ($HNO_3$) — это сильная одноосновная кислота. Она является устойчивым соединением, особенно в разбавленных растворах. Концентрированная азотная кислота может разлагаться под действием света или при нагревании, но в целом она считается стабильной.

3) $H_2SO_4$
Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная двухосновная кислота, одно из самых стабильных химических соединений. Она нелетуча и начинает разлагаться только при температуре выше 300°C.

4) $HBr$
Бромоводородная кислота ($HBr$) — сильная бескислородная кислота. Ее водные растворы являются химически стабильными.

Сравнив все предложенные варианты, можно заключить, что кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) является нестабильной, в отличие от остальных, которые стабильны в обычных условиях.

Ответ: 1) $H_2SiO_3$.

3. Раствор серной кислоты, раствор гидроксида натрия и воду можно различить

1) по цвету

2) по запаху

3) с помощью фенолфталеина

4) с помощью лакмуса

Для того чтобы различить три бесцветных раствора — раствор серной кислоты ($H_2SO_4$), раствор гидроксида натрия ($NaOH$) и воду ($H_2O$) — необходимо использовать метод, который даст различный результат для каждой из трех сред: кислой, щелочной и нейтральной. Проанализируем предложенные варианты.

1) по цвету

Растворы серной кислоты, гидроксида натрия и чистая вода являются бесцветными жидкостями. Поэтому различить их по внешнему виду (цвету) невозможно. Этот способ не подходит.

2) по запаху

Разбавленные растворы серной кислоты и гидроксида натрия, а также вода, не имеют характерного запаха. Кроме того, определение химических веществ по запаху является опасным и запрещенным методом в лабораторной практике, особенно при работе с едкими веществами. Этот способ не подходит.

3) с помощью фенолфталеина

Фенолфталеин — это кислотно-основный индикатор. Его окраска меняется в зависимости от pH среды:

• В кислой среде (раствор $H_2SO_4$) — бесцветный.
• В нейтральной среде (вода $H_2O$) — бесцветный.
• В щелочной среде (раствор $NaOH$) — малиновый.

С помощью фенолфталеина можно определить только раствор гидроксида натрия. Однако отличить серную кислоту от воды не получится, так как в обоих случаях индикатор останется бесцветным. Следовательно, этот способ не позволяет различить все три вещества.

4) с помощью лакмуса

Лакмус — это кислотно-основный индикатор, который имеет три различные окраски в зависимости от среды:

• В кислой среде (раствор $H_2SO_4$) лакмус приобретает красную окраску.
• В нейтральной среде (вода $H_2O$) лакмус имеет фиолетовую окраску.
• В щелочной среде (раствор $NaOH$) лакмус приобретает синюю окраску.

Таким образом, при добавлении лакмуса (или использовании лакмусовой бумаги) в каждую из трех пробирок мы получим три разных, легко различимых цвета. Это позволит однозначно идентифицировать каждое из веществ. Этот способ является правильным.

Ответ: 4) с помощью лакмуса.

4. К общим свойствам разбавленных кислот не относится

1) взаимодействие с основаниями

2) реакция с неметаллами

3) взаимодействие с активными металлами с образованием солей

4) изменение окраски лакмуса

Для определения правильного ответа проанализируем каждое из предложенных свойств применительно к разбавленным кислотам.

1) взаимодействие с основаниями
Это одно из ключевых свойств всех кислот. Реакция между кислотой и основанием называется реакцией нейтрализации, в ходе которой образуются соль и вода. Это общее свойство для всех кислот, включая разбавленные.
Пример: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$.
Следовательно, это утверждение является общим свойством разбавленных кислот.

2) реакция с неметаллами
Разбавленные кислоты, как правило, не реагируют с неметаллами. Способность реагировать с неметаллами (например, с серой, фосфором, углеродом) проявляют сильные кислоты-окислители, такие как концентрированная серная и азотная кислоты. Для разбавленных кислот (например, $HCl$, разб. $H_2SO_4$) такие реакции не характерны.
Следовательно, это утверждение не является общим свойством разбавленных кислот.

3) взаимодействие с активными металлами с образованием солей
Разбавленные кислоты (кроме азотной) реагируют с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. В результате этой реакции образуются соль и выделяется водород.
Пример: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$.