Страница 84 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Выберите формулы веществ, вступающих в реакцию нейтрализации:

1) $NaOH$ и $HCl$

2) $HNO_3$ и $BaO$

3) $K_2O$ и $H_3PO_4$

4) $Ca(OH)_2$ и $CuCl_2$

Решение

Реакция нейтрализации — это химическая реакция между кислотой и основанием (гидроксидом), в результате которой образуются соль и вода. Общая схема реакции выглядит следующим образом:

$кислота + основание \rightarrow соль + вода$

Рассмотрим предложенные варианты, чтобы определить, какой из них соответствует реакции нейтрализации.

1) NaOH и HCl

В этой паре $NaOH$ (гидроксид натрия) является сильным основанием (щёлочью), а $HCl$ (соляная кислота) — сильной кислотой. Их взаимодействие — это классический пример реакции нейтрализации.

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

В результате реакции образуются соль (хлорид натрия) и вода. Этот вариант полностью соответствует определению реакции нейтрализации.

2) HNO₃ и BaO

В этой паре $HNO_3$ (азотная кислота) — это кислота, а $BaO$ (оксид бария) — это основный оксид. Реакция между кислотой и основным оксидом приводит к образованию соли и воды, но по строгому определению реакция нейтрализации протекает между кислотой и основанием (гидроксидом), а не оксидом.

$2HNO_3 + BaO \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O$

3) K₂O и H₃PO₄

Здесь $K_2O$ (оксид калия) — это основный оксид, а $H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота) — кислота. Аналогично предыдущему случаю, это реакция кислоты с основным оксидом, а не классическая реакция нейтрализации.

$3K_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O$

4) Ca(OH)₂ и CuCl₂

В этой паре $Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) — это основание, а $CuCl_2$ (хлорид меди(II)) — это соль. Реакция между ними является реакцией ионного обмена, но не нейтрализации, так как в ней участвуют основание и соль, а не кислота и основание.

$Ca(OH)_2 + CuCl_2 \rightarrow CaCl_2 + Cu(OH)_2\downarrow$

В результате образуются другая соль и нерастворимое основание.

Таким образом, единственная пара веществ, которая вступает в реакцию нейтрализации в её классическом понимании (кислота + основание), — это гидроксид натрия и соляная кислота.

Ответ: 1.

6. Химическая реакция не протекает между веществами, формулы которых:

1) $H_3PO_4$ и $S$

2) $Zn$ и $HCl$

3) $K_2CO_3$ и $HCl$

4) $P_2O_5$ и $H_2O$

Решение

Для определения, между какими веществами не протекает химическая реакция, проанализируем каждую предложенную пару.

1) $H_3PO_4$ и $S$
Ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$) — кислота средней силы и, в отличие от концентрированных серной или азотной кислот, не является сильным окислителем. Сера ($S$) — это простое вещество, неметалл. В обычных условиях кислоты-неокислители не вступают в реакцию с неметаллами, такими как сера. Поэтому химическое взаимодействие между ортофосфорной кислотой и серой не происходит.

2) $Zn$ и $HCl$
Цинк ($Zn$) — металл, который в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит до водорода. Соляная кислота ($HCl$) — сильная кислота. Согласно правилам, металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов кислот (кроме азотной кислоты любой концентрации и концентрированной серной). Протекает реакция замещения: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$ Реакция протекает с выделением газа.

3) $K_2CO_3$ и $HCl$
Карбонат калия ($K_2CO_3$) — это соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой. Соляная кислота ($HCl$) — сильная кислота. Между ними происходит реакция ионного обмена. Сильная кислота вытесняет более слабую из её соли. Образующаяся угольная кислота ($H_2CO_3$) неустойчива и разлагается на воду и углекислый газ, который выделяется из раствора, что является признаком протекания реакции. $K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2 \uparrow$ Реакция протекает.

4) $P_2O_5$ и $H_2O$
Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) является кислотным оксидом. Кислотные оксиды активно реагируют с водой, образуя соответствующие кислоты. В данном случае в зависимости от условий (количества воды и температуры) могут образовываться различные фосфорные кислоты, например, ортофосфорная кислота: $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$ Реакция протекает.

Таким образом, единственная пара, в которой реакция не протекает, — это ортофосфорная кислота и сера.

Ответ: 1

7. Реакция обмена с выделением газа протекает при взаимодействии азотной кислоты с веществом, формула которого

1) $Na_2SO_3$

2) $KOH$

3) $CaO$

4) $CuCl_2$

Решение

Реакция обмена — это реакция, при которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Согласно правилам протекания ионных реакций, реакция обмена идет до конца, если в результате образуется осадок, газ или слабый электролит (например, вода). В условии задачи требуется найти вещество, при взаимодействии которого с азотной кислотой ($HNO_3$) выделяется газ.

Рассмотрим взаимодействие азотной кислоты с каждым из предложенных веществ:

1) $Na_2SO_3$

Взаимодействие азотной кислоты ($HNO_3$) с сульфитом натрия ($Na_2SO_3$) является реакцией обмена между сильной кислотой и солью, образованной слабой кислотой. В результате реакции должна образоваться соль нитрат натрия ($NaNO_3$) и сернистая кислота ($H_2SO_3$).

$2HNO_3 + Na_2SO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2SO_3$

Сернистая кислота ($H_2SO_3$) является неустойчивой и разлагается на воду ($H_2O$) и сернистый газ ($SO_2\uparrow$), который и является выделяющимся газом.

$H_2SO_3 \rightarrow H_2O + SO_2\uparrow$

Таким образом, эта реакция обмена протекает с выделением газа.

2) $KOH$

Взаимодействие азотной кислоты ($HNO_3$) с гидроксидом калия ($KOH$) — это реакция нейтрализации (частный случай реакции обмена). Продуктами являются соль (нитрат калия, $KNO_3$) и вода ($H_2O$), которая является слабым электролитом.

$HNO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + H_2O$

Реакция идет, но газ не выделяется.

3) $CaO$

Взаимодействие азотной кислоты ($HNO_3$) с основным оксидом кальция ($CaO$) — это реакция обмена. Продуктами являются соль (нитрат кальция, $Ca(NO_3)_2$) и вода ($H_2O$).

$2HNO_3 + CaO \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

Реакция идет, но газ не выделяется.

4) $CuCl_2$

Взаимодействие азотной кислоты ($HNO_3$) с хлоридом меди(II) ($CuCl_2$). В этой реакции обмена все исходные вещества и возможные продукты ($Cu(NO_3)_2$ и $HCl$) являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде.

$2HNO_3 + CuCl_2 \rightleftharpoons Cu(NO_3)_2 + 2HCl$

Поскольку нет образования осадка, газа или слабого электролита, реакция обмена не идет.

Следовательно, единственная реакция, которая удовлетворяет условию задачи, — это взаимодействие азотной кислоты с сульфитом натрия.

Ответ: 1

8. Соляная кислота реагирует с веществом, формула которого

1) $HNO_2$

2) $Au$

3) $Hg$

4) $Mg(OH)_2$

Соляная кислота ($HCl$) является типичной сильной кислотой. Чтобы определить, с каким из предложенных веществ она будет реагировать, нужно рассмотреть химические свойства кислот и свойства каждого из предложенных веществ.

1) $HNO_2$
Азотистая кислота ($HNO_2$) — это тоже кислота. В общем случае кислоты не реагируют друг с другом в реакциях ионного обмена. Поэтому данная реакция не идет.

2) $Au$
Золото ($Au$) — это металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений металлов значительно правее водорода. Металлы, стоящие правее водорода, не вытесняют его из растворов кислот-неокислителей (какой и является соляная кислота). Следовательно, золото не реагирует с $HCl$.

3) $Hg$
Ртуть ($Hg$) — это металл, который также находится в ряду напряжений после водорода. По этой причине ртуть не вступает в реакцию с соляной кислотой.

4) $Mg(OH)_2$
Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) является основанием. Классическим свойством кислот является их способность вступать в реакцию нейтрализации с основаниями с образованием соли и воды.
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
$2HCl + Mg(OH)_2 \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$
Эта реакция протекает, так как является взаимодействием кислоты и основания.

Таким образом, соляная кислота вступает в реакцию с гидроксидом магния.
Ответ: 4

9. Верны ли утверждения о правилах безопасного обращения с растворами кислот?

А. Растворы кислот нельзя пробовать на вкус.

Б. При работе с кислотами следует соблюдать особые правила безопасности.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Рассмотрим оба утверждения, касающиеся правил безопасного обращения с растворами кислот, чтобы определить их верность.

А. Растворы кислот нельзя пробовать на вкус.

Данное утверждение является абсолютно верным. В химической лаборатории категорически запрещено пробовать на вкус любые реактивы. Кислоты, даже в разбавленном виде, могут быть едкими и токсичными. Контакт с ними может привести к серьезным химическим ожогам слизистых оболочек рта, пищевода и желудка, а также к отравлению. Безопасность — главный приоритет при работе с химическими веществами.

Б. При работе с кислотами следует соблюдать особые правила безопасности.

Это утверждение также является верным. Кислоты относятся к классу опасных веществ. Работа с ними требует обязательного соблюдения специальных правил техники безопасности, таких как: использование средств индивидуальной защиты (защитные очки, перчатки, халат), работа под вытяжным шкафом для предотвращения вдыхания ядовитых паров, а также знание и соблюдение правильной методики разбавления кислот (всегда лить кислоту в воду, а не наоборот). Несоблюдение этих правил может повлечь за собой тяжелые травмы.

Поскольку оба утверждения, А и Б, являются правильными, то верный вариант ответа — "оба утверждения верны".

Ответ: 3

10. Укажите условия протекания реакций растворов кислот с металлами и солями:

1) все кислоты реагируют с металлами, образуя водород и соль

2) металл должен находиться левее водорода в ряду активности металлов

3) при взаимодействии с металлами должна образоваться нерастворимая соль

4) взаимодействие кислот с солями протекает с образованием осадка или газа

5) реакции кислот с солями протекают только при нагревании

Проанализируем каждое утверждение, чтобы определить верные условия протекания реакций растворов кислот с металлами и солями.

1) все кислоты реагируют с металлами, образуя водород и соль

Это утверждение неверно. Существует несколько ограничений и исключений:

• Не все металлы реагируют с кислотами с выделением водорода. Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений (ряду активности) правее водорода (например, медь, серебро, золото), не могут вытеснить водород из растворов большинства кислот. Пример: $Cu + HCl \rightarrow$ реакция не идет.
• Не все кислоты при реакции с металлами образуют водород. Кислоты-окислители, такие как концентрированная серная ($H_2SO_4$) и любая азотная ($HNO_3$), реагируют с металлами, но продуктами восстановления являются не водород, а, например, $SO_2$, $NO_2$, $NO$ и другие. Пример: $Zn + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$.

Ответ: Утверждение неверно.

2) металл должен находиться левее водорода в ряду активности металлов

Это утверждение верно для реакций замещения, в которых металл вытесняет водород из растворов кислот-неокислителей (например, $HCl$, $HBr$, $H_2SO_4(\text{разб.})$, $H_3PO_4$). Ряд активности металлов как раз и показывает их способность вытеснять водород из кислот. Металлы, расположенные левее водорода, являются более активными восстановителями, чем водород, и способны его вытеснять. Пример: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$. Железо (Fe) стоит в ряду активности левее водорода (H).

Ответ: Утверждение верно.

3) при взаимодействии с металлами должна образоваться нерастворимая соль

Это утверждение неверно. Растворимость образующейся соли не является условием протекания реакции. Наоборот, образование нерастворимой соли, которая покрывает поверхность металла плотной пленкой, может замедлить или даже полностью остановить реакцию (этот процесс называется пассивацией). Например, реакция свинца с серной кислотой быстро прекращается из-за образования нерастворимого сульфата свинца(II) ($PbSO_4$). Большинство таких реакций успешно протекают с образованием хорошо растворимых солей. Пример: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2(\text{растворим}) + H_2\uparrow$.

Ответ: Утверждение неверно.

4) взаимодействие кислот с солями протекает с образованием осадка или газа

Это утверждение верно. Реакции между кислотами и солями являются реакциями ионного обмена. Они протекают до конца (равновесие смещается вправо), если в результате реакции один из продуктов покидает сферу реакции. Это происходит, если образуется:

• Осадок (нерастворимое вещество). Пример: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$.
• Газ. Пример: $2HCl + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$.
• Слабый электролит (например, вода или более слабая кислота). Пример: $HCl + CH_3COONa \rightarrow NaCl + CH_3COOH$ (уксусная кислота - более слабая, чем соляная).

Образование осадка или газа является одним из главных признаков и движущих сил таких реакций.

Ответ: Утверждение верно.

5) реакции кислот с солями протекают только при нагревании

Это утверждение неверно. Большинство реакций ионного обмена между кислотами и солями протекают самопроизвольно и достаточно быстро при комнатной температуре. Нагревание может потребоваться для ускорения медленных реакций или для разложения продуктов, но оно не является обязательным условием для всех подобных реакций. Пример: реакция мрамора ($CaCO_3$) с соляной кислотой ($HCl$) активно идет без нагревания.

Ответ: Утверждение неверно.

Таким образом, правильными являются утверждения 2 (для реакций кислот с металлами) и 4 (для реакций кислот с солями). Вопрос требует указать условия для обоих типов реакций.

Ответ: 2, 4

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

КИСЛОТА

А) $HNO_2$

Б) $H_2SO_4$

В) $H_2SiO_3$

ОКСИД

1) $SO_3$

2) $N_2O_3$

3) $N_2O_5$

4) $SO_2$

5) $SiO_2$

Список кислот:
А) $HNO_2$
Б) $H_2SO_4$
В) $H_2SiO_3$

Список оксидов:
1) $SO_3$
2) $N_2O_3$
3) $N_2O_5$
4) $SO_2$
5) $SiO_2$

Установить соответствие между каждой кислотой и соответствующим ей оксидом (кислотным ангидридом).

Чтобы установить соответствие, необходимо для каждой кислоты найти такой оксид, в котором кислотообразующий неметаллический элемент имеет ту же степень окисления, что и в кислоте.

А) $HNO_2$

Это азотистая кислота. Определим степень окисления азота (N) в ней. Степень окисления водорода (H) равна +1, а кислорода (O) — -2. Обозначим степень окисления азота за $x$. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
$ (+1) + x + 2 \cdot (-2) = 0 $
$ 1 + x - 4 = 0 $
$ x = +3 $
Следовательно, степень окисления азота в $HNO_2$ равна +3. Теперь необходимо найти оксид азота, в котором азот также имеет степень окисления +3. Это оксид азота(III) — $N_2O_3$ (вариант 2). Проверим: $2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow 2x = 6 \Rightarrow x = +3$.

Ответ: 2

Б) $H_2SO_4$

Это серная кислота. Определим степень окисления серы (S) в ней. Степень окисления водорода (H) равна +1, кислорода (O) — -2. Обозначим степень окисления серы за $x$.
$ 2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 $
$ 2 + x - 8 = 0 $
$ x = +6 $
Следовательно, степень окисления серы в $H_2SO_4$ равна +6. Ищем оксид серы с такой же степенью окисления. Это оксид серы(VI) — $SO_3$ (вариант 1). Проверим: $x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +6$.

Ответ: 1

В) $H_2SiO_3$

Это кремниевая кислота. Определим степень окисления кремния (Si) в ней. Степень окисления водорода (H) равна +1, кислорода (O) — -2. Обозначим степень окисления кремния за $x$.
$ 2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 $
$ 2 + x - 6 = 0 $
$ x = +4 $
Следовательно, степень окисления кремния в $H_2SiO_3$ равна +4. Ищем оксид кремния с такой же степенью окисления. Это оксид кремния(IV) — $SiO_2$ (вариант 5). Проверим: $x + 2 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +4$.

Ответ: 5