Страница 87 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

$\text{SiO}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{SiO}_2$

Укажите типы реакций.

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо провести три последовательные химические реакции.

$SiO_2 \rightarrow Na_2SiO_3$

Оксид кремния(IV) ($SiO_2$) является кислотным оксидом. Для получения из него соли — силиката натрия ($Na_2SiO_3$) — необходимо провести реакцию с веществом, проявляющим основные свойства. Чаще всего для этого используют сплавление оксида кремния со щелочью, например, с гидроксидом натрия ($NaOH$), или с оксидом натрия ($Na_2O$).

Уравнение реакции с гидроксидом натрия:

$SiO_2 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + H_2O$

Данная реакция, в которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями, относится к реакциям обмена.

Ответ: $SiO_2 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + H_2O$; реакция обмена.

$Na_2SiO_3 \rightarrow H_2SiO_3$

Силикат натрия ($Na_2SiO_3$) — это соль, образованная сильным основанием и очень слабой, нерастворимой кремниевой кислотой ($H_2SiO_3$). Чтобы получить саму кислоту, нужно подействовать на её соль более сильной кислотой. В качестве такой кислоты можно использовать соляную ($HCl$) или серную ($H_2SO_4$).

Уравнение реакции с соляной кислотой:

$Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$

В результате реакции кремниевая кислота выпадает в виде гелеобразного осадка.

Эта реакция также является реакцией обмена.

Ответ: $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$; реакция обмена.

$H_2SiO_3 \rightarrow SiO_2$

Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) является термически неустойчивым соединением. При нагревании она разлагается с образованием оксида кремния(IV) ($SiO_2$) и воды ($H_2O$).

Уравнение реакции:

$H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$

Реакция, в ходе которой из одного сложного вещества образуется два или более новых веществ, является реакцией разложения.

Ответ: $H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$; реакция разложения.

14. Водные растворы этих веществ мылкие на ощупь, разъедают кожу и ткани, изменяют окраску индикаторов, например лакмуса на синюю. О каких веществах идёт речь? Напишите их формулы и названия (не менее двух примеров). Укажите области применения одного из них.

Описанные свойства — мылкость на ощупь, способность разъедать кожу и ткани, а также изменение окраски индикаторов (лакмус становится синим) — характерны для щелочей. Щёлочи — это растворимые в воде основания. Мылкость растворов щелочей объясняется реакцией омыления жиров, находящихся на поверхности кожи, с образованием мыл. Высокая химическая активность щелочей обуславливает их разъедающее действие на многие органические материалы, включая живые ткани. В водных растворах щелочи диссоциируют с образованием большого количества гидроксид-ионов ($OH^−$), которые создают щелочную среду ($pH > 7$), что и приводит к изменению цвета индикаторов.

Примеры щелочей (формулы и названия):

• $NaOH$ — гидроксид натрия. Тривиальные названия: каустическая сода, едкий натр.
• $KOH$ — гидроксид калия. Тривиальное название: едкое кали.
• $Ca(OH)_2$ — гидроксид кальция. Тривиальное название: гашёная известь. Его насыщенный водный раствор называют известковой водой.

Области применения гидроксида натрия ($NaOH$):

Гидроксид натрия является одним из наиболее важных продуктов химической промышленности и находит широкое применение в различных сферах:

• Производство мыла и моющих средств: $NaOH$ используется для омыления жиров и масел, что является основой процесса мыловарения.
• Целлюлозно-бумажная промышленность: Применяется для обработки древесины с целью получения целлюлозы.
• Производство алюминия: Используется в процессе Байера для очистки бокситов (алюминиевой руды).
• Химический синтез: Выступает в качестве реагента или катализатора во многих химических реакциях.
• Нефтепереработка: Применяется для очистки нефти и нефтепродуктов от кислотных примесей.
• Пищевая промышленность: Зарегистрирован как пищевая добавка E524. Используется, например, при производстве карамели, шоколада, а также для химической очистки овощей и фруктов от кожуры.
• Бытовое применение: Является активным компонентом средств для прочистки канализационных труб, так как эффективно растворяет жировые и органические отложения.

Ответ: Речь идет о щелочах (растворимых основаниях). Примеры таких веществ: гидроксид натрия ($NaOH$) и гидроксид калия ($KOH$). Гидроксид натрия широко применяется в производстве мыла и моющих средств, в целлюлозно-бумажной промышленности, для производства алюминия, а также в быту в качестве средства для прочистки труб.

1. Выберите ряд формул веществ, в котором все вещества относятся к классу солей.

1) $Li_2S$, $HNO_3$, $K_2SiO_3$

2) $BaCO_3$, $K_2SO_4$, $FeCl_2$

3) $NaNO_3$, $CaCl_2$, $Fe_2O_3$

4) $Na_3PO_4$, $LiCl$, $Ca(OH)_2$

Решение

Для того чтобы выбрать правильный ряд, необходимо проанализировать состав каждого вещества и определить его принадлежность к определенному классу неорганических соединений. Соли являются сложными веществами, которые в общем случае состоят из катионов металла и анионов кислотного остатка.

1) $Li_2S$, $HNO_3$, $K_2SiO_3$

В этом ряду представлены следующие вещества:

• $Li_2S$ (сульфид лития) – это соль, образованная металлом литием ($Li$) и кислотным остатком сернистой кислоты ($S$).
• $HNO_3$ (азотная кислота) – это кислота, так как ее молекула содержит атом водорода ($H$), способный замещаться на металл, и кислотный остаток ($NO_3$).
• $K_2SiO_3$ (силикат калия) – это соль, образованная металлом калием ($K$) и кислотным остатком кремниевой кислоты ($SiO_3$).

Поскольку в ряду присутствует кислота ($HNO_3$), он не является правильным ответом.

2) $BaCO_3$, $K_2SO_4$, $FeCl_2$

В этом ряду представлены следующие вещества:

• $BaCO_3$ (карбонат бария) – это соль, образованная металлом барием ($Ba$) и кислотным остатком угольной кислоты ($CO_3$).
• $K_2SO_4$ (сульфат калия) – это соль, образованная металлом калием ($K$) и кислотным остатком серной кислоты ($SO_4$).
• $FeCl_2$ (хлорид железа(II)) – это соль, образованная металлом железом ($Fe$) и кислотным остатком соляной кислоты ($Cl$).

Все три вещества в этом ряду являются солями. Следовательно, этот ряд является правильным ответом.

3) $NaNO_3$, $CaCl_2$, $Fe_2O_3$

В этом ряду представлены следующие вещества:

• $NaNO_3$ (нитрат натрия) – это соль, образованная металлом натрием ($Na$) и кислотным остатком азотной кислоты ($NO_3$).
• $CaCl_2$ (хлорид кальция) – это соль, образованная металлом кальцием ($Ca$) и кислотным остатком соляной кислоты ($Cl$).
• $Fe_2O_3$ (оксид железа(III)) – это оксид, так как он состоит из двух элементов, один из которых – кислород в степени окисления -2.

Поскольку в ряду присутствует оксид ($Fe_2O_3$), он не является правильным ответом.

4) $Na_3PO_4$, $LiCl$, $Ca(OH)_2$

В этом ряду представлены следующие вещества:

• $Na_3PO_4$ (фосфат натрия) – это соль, образованная металлом натрием ($Na$) и кислотным остатком ортофосфорной кислоты ($PO_4$).
• $LiCl$ (хлорид лития) – это соль, образованная металлом литием ($Li$) и кислотным остатком соляной кислоты ($Cl$).
• $Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) – это основание (гидроксид), так как состоит из катиона металла ($Ca$) и гидроксид-групп ($OH$).

Поскольку в ряду присутствует основание ($Ca(OH)_2$), он не является правильным ответом.

Ответ: 2

2. Выберите пару формул солей, в которой одна соль — основная, а другая — кислая.

1) $Cu(OH)_2$, $K_2S$

2) $CuOHCl$, $Na_2CO_3$

3) $(CuOH)_2CO_3$, $Na_2HPO_4$

4) $Ba(HS)_2$, $MgSO_4$

Решение

Для выполнения задания необходимо проанализировать состав каждой соли в предложенных парах. Основные соли являются продуктами неполной нейтрализации многокислотных оснований и содержат в своем составе гидроксогруппы ($OH^-$) наряду с кислотным остатком. Кислые соли, в свою очередь, образуются при неполной нейтрализации многоосновных кислот и содержат в своем составе атомы водорода ($H^+$) в составе аниона.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) $Cu(OH)_2, K_2S$

$Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(II)) — это нерастворимое основание, а не соль. $K_2S$ (сульфид калия) — это средняя (нормальная) соль. Данная пара не удовлетворяет условию.

2) $CuOHCl, Na_2CO_3$

$CuOHCl$ (гидроксохлорид меди(II)) — это основная соль, так как в ее составе присутствует гидроксогруппа $OH^-$. $Na_2CO_3$ (карбонат натрия) — это средняя (нормальная) соль. Данная пара не удовлетворяет условию.

3) $(CuOH)_2CO_3, Na_2HPO_4$

$(CuOH)_2CO_3$ (гидроксокарбонат меди(II)) — это основная соль, так как в ее составе есть гидроксогруппы $OH^-$. $Na_2HPO_4$ (гидрофосфат натрия) — это кислая соль, поскольку в составе ее аниона ($HPO_4^{2-}$) присутствует атом водорода, который может быть замещен на катион металла. Таким образом, в этой паре есть и основная, и кислая соль.

4) $Ba(HS)_2, MgSO_4$

$Ba(HS)_2$ (гидросульфид бария) — это кислая соль, так как в составе аниона ($HS^-$) есть атом водорода. $MgSO_4$ (сульфат магния) — это средняя (нормальная) соль. Данная пара не удовлетворяет условию.

Следовательно, пара, в которой одна соль основная, а другая кислая, находится под номером 3.

Ответ: 3

3. Верны ли утверждения о химических свойствах солей?

А. Соли взаимодействуют со щелочами и с кислотами без дополнительных условий.

Б. Растворы двух солей реагируют друг с другом, если в результате выпадает осадок.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Для выбора правильного ответа необходимо проанализировать каждое утверждение.

А. Соли взаимодействуют со щелочами и с кислотами без дополнительных условий.

Это утверждение неверно. Реакции солей с кислотами и щелочами являются реакциями ионного обмена, которые протекают только при выполнении одного из следующих условий: образование осадка, выделение газа или образование слабого электролита (например, воды). Отсутствие этих условий означает, что реакция не идет. Таким образом, наличие "дополнительных условий" является обязательным.

Например, реакция между сульфатом меди(II) и гидроксидом натрия протекает, так как образуется нерастворимый гидроксид меди(II):

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

В то же время, реакция между хлоридом натрия и гидроксидом калия не идет, так как все возможные продукты растворимы и являются сильными электролитами:

$NaCl + KOH \nrightarrow$

Следовательно, утверждение А является ложным.

Б. Растворы двух солей реагируют друг с другом, если в результате выпадает осадок.

Это утверждение верно. Реакция обмена между растворами двух солей происходит, если оба исходных вещества растворимы, и в результате реакции образуется нерастворимое вещество (осадок). Условие выпадения осадка является достаточным для того, чтобы считать, что реакция состоялась.

Например, при смешивании растворов нитрата серебра и хлорида натрия выпадает осадок хлорида серебра, что свидетельствует о протекании реакции:

$AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

Следовательно, утверждение Б является истинным.

Таким образом, верно только утверждение Б.

Ответ: 2

4. Химическая реакция возможна между веществами, формулы которых:

1) $Cu(NO_3)_2$ и $KOH$

2) $Na_2SO_4$ и $HCl$

3) $KCl$ и $LiNO_3$

4) $K_2SO_4$ и $MgCl_2$

Для того чтобы определить, возможна ли химическая реакция обмена между веществами в водном растворе, необходимо проанализировать продукты реакции. Реакция протекает до конца, если выполняется хотя бы одно из следующих условий:

• образуется нерастворимое вещество (выпадает осадок);
• выделяется газ;
• образуется слабый электролит, например, вода.

1) $Cu(NO_3)_2$ и $KOH$

При взаимодействии нитрата меди(II) и гидроксида калия происходит реакция ионного обмена. Исходные вещества являются растворимыми.
Уравнение реакции: $Cu(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2KNO_3$
В результате реакции образуется гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), который, согласно таблице растворимости, является нерастворимым веществом (выпадает в виде голубого осадка), и растворимая соль нитрат калия ($KNO_3$). Так как образуется осадок, реакция возможна.
Ответ: реакция возможна.

2) $Na_2SO_4$ и $HCl$

При взаимодействии сульфата натрия и соляной кислоты предполагается реакция обмена.
Гипотетическое уравнение реакции: $Na_2SO_4 + 2HCl \leftrightarrow 2NaCl + H_2SO_4$
Все исходные вещества ($Na_2SO_4$ и $HCl$) и предполагаемые продукты ($NaCl$ и $H_2SO_4$) являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде. Осадок, газ или слабый электролит не образуются, поэтому реакция в заметной степени не протекает.
Ответ: реакция невозможна.

3) $KCl$ и $LiNO_3$

При взаимодействии хлорида калия и нитрата лития предполагается реакция обмена.
Гипотетическое уравнение реакции: $KCl + LiNO_3 \leftrightarrow KNO_3 + LiCl$
Все вещества в данной системе являются растворимыми солями. Ни одно из условий протекания реакций ионного обмена не выполняется. В растворе просто будет находиться смесь ионов: $K^+$, $Cl^-$, $Li^+$, $NO_3^-$.
Ответ: реакция невозможна.

4) $K_2SO_4$ и $MgCl_2$

При взаимодействии сульфата калия и хлорида магния предполагается реакция обмена.
Гипотетическое уравнение реакции: $K_2SO_4 + MgCl_2 \leftrightarrow 2KCl + MgSO_4$
Все исходные вещества и предполагаемые продукты являются растворимыми в воде солями. Условия для протекания реакции не выполняются.
Ответ: реакция невозможна.