Страница 88 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

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

1) Fe и $MgSO_4$

2) Al и $H_2SO_4$

3) Zn и $HCl$

4) Cu и $Hg(NO_3)_2$

Для решения данной задачи необходимо использовать электрохимический ряд активности металлов. Согласно ему, реакция замещения между металлом и солью возможна, если металл в ряду активности стоит левее (является более активным), чем металл, входящий в состав соли. Также металлы, стоящие в ряду активности левее водорода (H), способны вытеснять его из растворов кислот (кроме азотной кислоты и концентрированной серной).

Рассмотрим каждую пару веществ:

1) Fe и MgSO₄

В ряду активности металлов железо (Fe) расположено правее магния (Mg). Это означает, что железо — менее активный металл, чем магний. Следовательно, железо не способно вытеснить магний из раствора его соли (сульфата магния). Реакция не протекает.

$Fe + MgSO_4 \nrightarrow$

Ответ: Реакция не протекает.

2) Al и H₂SO₄

Алюминий (Al) в ряду активности металлов стоит левее водорода (H), что указывает на его способность реагировать с разбавленной серной кислотой с вытеснением водорода. Реакция протекает.

$2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2\uparrow$

Ответ: Реакция протекает.

3) Zn и HCl

Цинк (Zn) в ряду активности также находится левее водорода (H), поэтому он активно реагирует с соляной кислотой, вытесняя из неё водород. Реакция протекает.

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

Ответ: Реакция протекает.

4) Cu и Hg(NO₃)₂

В ряду активности медь (Cu) стоит левее ртути (Hg). Это означает, что медь является более активным металлом и вытесняет ртуть из раствора её соли (нитрата ртути(II)). Реакция протекает.

$Cu + Hg(NO_3)_2 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + Hg$

Ответ: Реакция протекает.

Таким образом, химическая реакция не протекает между железом и сульфатом магния.

6. Укажите формулу реактива, с помощью которого можно различить карбонат натрия $Na_2CO_3$ и хлорид натрия $NaCl$.

1) $KNO_3$

2) $Cu$

3) $KOH$

4) $H_2SO_4$

Решение

Задача состоит в том, чтобы найти вещество из предложенного списка, которое позволит отличить карбонат натрия ($Na_2CO_3$) от хлорида натрия ($NaCl$). Для этого реактив должен вступать в реакцию с одним из веществ с хорошо заметным визуальным эффектом (выделение газа, образование осадка), а с другим — не реагировать или реагировать без видимых изменений. Рассмотрим каждый вариант.

1) $KNO_3$

Нитрат калия ($KNO_3$) — это растворимая соль. При смешивании его раствора с растворами $Na_2CO_3$ или $NaCl$ реакции ионного обмена не пойдут, так как все возможные продукты ($NaNO_3$, $K_2CO_3$, $KCl$) также хорошо растворимы в воде. Видимых изменений не произойдет.

2) $Cu$

Медь ($Cu$) — металл, стоящий в ряду активности металлов правее натрия ($Na$). Это означает, что медь является менее активным металлом и не может вытеснить натрий из его солей. Следовательно, реакции не будет ни с карбонатом, ни с хлоридом натрия.

3) $KOH$

Гидроксид калия ($KOH$) — сильное основание (щелочь). При его добавлении к растворам солей натрия реакции ионного обмена не протекают, так как в результате не образуется ни осадок, ни газ, ни слабодиссоциирующее вещество (вода).

4) $H_2SO_4$

Серная кислота ($H_2SO_4$) является сильной кислотой. Она вступает в реакцию с карбонатом натрия, который является солью слабой угольной кислоты. В результате этой реакции выделяется углекислый газ ($CO_2$), что проявляется в виде бурного шипения и "вскипания" раствора. Это качественная реакция на карбонат-ион.

Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

В то же время, с хлоридом натрия ($NaCl$), солью сильной соляной кислоты, в водном растворе серная кислота заметно не реагирует. Таким образом, по характерному выделению газа можно легко определить, в какой из пробирок находится карбонат натрия.

Ответ: 4) $H_2SO_4$.

7. Нитрат калия можно получить взаимодействием веществ, формулы которых:

1) $K_2O$ и $HNO_3$

2) $KOH$ и $NO$

3) $KCl$ и $N_2O_5$

4) $KOH$ и $HNO_2$

Решение

Для того чтобы получить нитрат калия ($KNO_3$), необходимо, чтобы в реакцию вступали вещества, содержащие калий (в виде металла, оксида, гидроксида или соли) и нитрат-группу $NO_3^-$ (в виде кислоты, кислотного оксида или другой соли). Рассмотрим предложенные варианты.

1) $K_2O$ и $HNO_3$

Оксид калия ($K_2O$) является основным оксидом, а азотная кислота ($HNO_3$) — сильной кислотой. При их взаимодействии протекает реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода. В данном случае образуется нитрат калия и вода. Это один из классических способов получения солей.

Уравнение реакции: $K_2O + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O$.

Таким образом, эта пара веществ подходит для получения нитрата калия.

2) $KOH$ и $NO$

Гидроксид калия ($KOH$) — сильное основание (щёлочь). Оксид азота(II) ($NO$) является несолеобразующим (безразличным) оксидом. Несолеобразующие оксиды в обычных условиях не реагируют со щелочами с образованием солей. Следовательно, нитрат калия в этой реакции не образуется.

3) $KCl$ и $N_2O_5$

Хлорид калия ($KCl$) — соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой. Оксид азота(V) ($N_2O_5$) — кислотный оксид, соответствующий азотной кислоте ($HNO_3$). Реакция между солью и кислотным оксидом в общем случае не протекает, особенно если соль образована сильной кислотой. Данный способ не является стандартным для получения нитрата калия.

4) $KOH$ и $HNO_2$

Гидроксид калия ($KOH$) является щёлочью, а азотистая кислота ($HNO_2$) — слабой кислотой. Между ними происходит реакция нейтрализации, продуктами которой являются соль и вода.

Уравнение реакции: $KOH + HNO_2 \rightarrow KNO_2 + H_2O$.

В результате реакции образуется нитрит калия ($KNO_2$), а не нитрат калия ($KNO_3$). Эти вещества имеют разные кислотные остатки ($NO_2^-$ и $NO_3^-$ соответственно). Поэтому этот вариант не подходит.

Проанализировав все варианты, можно сделать вывод, что единственная пара реагентов, взаимодействие которых приводит к образованию нитрата калия, — это оксид калия и азотная кислота.

Ответ: 1

8. Простое вещество сожгли в кислороде, продукт реакции растворили в воде, добавили лакмус, раствор окрасился в красный цвет.

Выберите схему превращений, которая соответствует описанному эксперименту.

1) $основной\ оксид \to соль \to основание$

2) $металл \to основной\ оксид \to щёлочь$

3) $неметалл \to кислотный\ оксид \to кислота$

4) $кислотный\ оксид \to соль \to кислота$

Решение

Проанализируем последовательность действий, описанных в задаче, чтобы определить тип химических превращений.

1. «Простое вещество сожгли в кислороде...» Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Это может быть металл или неметалл. Реакция горения в кислороде — это реакция с $O_2$, в результате которой образуется оксид.

• Если простое вещество — металл (Me), образуется основный или амфотерный оксид: $Me + O_2 \rightarrow Me_xO_y$.
• Если простое вещество — неметалл (Э), образуется кислотный или несолеобразующий оксид: $Э + O_2 \rightarrow Э_xO_y$.

2. «...продукт реакции растворили в воде...» Оксид, полученный на первом этапе, реагирует с водой.

• Основный оксид (активного металла) реагирует с водой с образованием основания (щёлочи): $Me_xO_y + H_2O \rightarrow Me(OH)_n$.
• Кислотный оксид реагирует с водой с образованием кислоты: $Э_xO_y + H_2O \rightarrow H_nЭO_m$.

3. «...добавили лакмус, раствор окрасился в красный цвет.» Лакмус — это кислотно-основный индикатор. Красный цвет лакмуса свидетельствует о кислой среде ($pH < 7$). Следовательно, в результате растворения оксида в воде образовалась кислота.

Объединив все этапы, получаем следующую логическую цепочку:

• Красный цвет лакмуса указывает на образование кислоты.
• Кислота образуется при взаимодействии кислотного оксида с водой.
• Кислотные оксиды, в свою очередь, образуются при сжигании неметаллов в кислороде.

Схема превращений, соответствующая описанному эксперименту, выглядит так: неметалл → кислотный оксид → кислота.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) основный оксид → соль → основание — Неверно. Начинается не с простого вещества, и в конце образуется основание (дал бы синюю окраску лакмуса).

2) металл → основный оксид → щёлочь — Неверно. В конце образуется щёлочь (основание), которая окрасила бы лакмус в синий цвет.

3) неметалл → кислотный оксид → кислота — Верно. Эта схема полностью соответствует нашим выводам: сжигание неметалла дает кислотный оксид, который при реакции с водой образует кислоту, окрашивающую лакмус в красный цвет. Например, горение серы: $S + O_2 \rightarrow SO_2$; затем $SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3$ (сернистая кислота).

4) кислотный оксид → соль → кислота — Неверно. Цепочка начинается не с простого вещества.

Следовательно, правильная схема превращений — третья.

Ответ: 3

9. В генетическом ряду $Ca \rightarrow CaO \rightarrow X \rightarrow CaCl_2$ веществом X является

1) $CaC_2$

2) $HCl$

3) $CaS$

4) $Ca(OH)_2$

Решение

Рассмотрим заданную цепочку химических превращений (генетический ряд): $Ca \rightarrow CaO \rightarrow X \rightarrow CaCl_2$. Нам нужно определить, какое вещество скрывается под символом X.

1. Первый этап: $Ca \rightarrow CaO$. Это реакция получения оксида кальция из простого вещества кальция. Кальций, как активный металл, реагирует с кислородом, образуя оксид: $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

2. Второй этап: $CaO \rightarrow X$. Оксид кальция ($CaO$) является основным оксидом. Характерным свойством основных оксидов активных металлов является их взаимодействие с водой с образованием соответствующего гидроксида (основания). $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$ Таким образом, можно предположить, что вещество X — это гидроксид кальция, $Ca(OH)_2$.

3. Третий этап: $X \rightarrow CaCl_2$. Проверим наше предположение. Если X — это $Ca(OH)_2$, то нам нужно получить из него хлорид кальция ($CaCl_2$). Гидроксид кальция является основанием, а хлорид кальция — солью. Соли можно получить в результате реакции нейтрализации основания кислотой. В данном случае, для получения хлорида нужна соляная кислота ($HCl$). $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$ Эта реакция является классическим примером нейтрализации и подтверждает, что вещество X — это гидроксид кальция.

Таким образом, вся цепочка превращений выглядит следующим образом: $Ca \xrightarrow{+O_2} CaO \xrightarrow{+H_2O} Ca(OH)_2 \xrightarrow{+2HCl} CaCl_2$

Среди предложенных вариантов ответа $Ca(OH)_2$ соответствует номеру 4.

Ответ: 4) $Ca(OH)_2$

10. В генетическом ряду $S \rightarrow X \rightarrow H_2SO_3 \rightarrow K_2SO_3$ веществом X является

1) $H_2S$

2) $SO_3$

3) $SO_2$

4) $K_2O$

Решение

Рассмотрим предложенную цепочку химических превращений (генетический ряд): $S \rightarrow X \rightarrow H_2SO_3 \rightarrow K_2SO_3$.

Нам необходимо определить, каким веществом является X. Для этого проанализируем каждый этап превращения.

1. Переход $X \rightarrow H_2SO_3$.Сернистая кислота ($H_2SO_3$) является продуктом взаимодействия соответствующего ей кислотного оксида с водой. Кислотным оксидом для сернистой кислоты является оксид серы(IV) или диоксид серы ($SO_2$).
Уравнение реакции: $SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3$. Следовательно, вещество X — это $SO_2$.

2. Проверим, возможны ли остальные переходы, если X = $SO_2$.
Первый переход: $S \rightarrow SO_2$.Диоксид серы можно получить путем сжигания серы в кислороде:
$S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$. Этот переход осуществим.
Третий переход: $H_2SO_3 \rightarrow K_2SO_3$.Сульфит калия ($K_2SO_3$) — это соль, которую можно получить в результате реакции нейтрализации сернистой кислоты основанием (например, гидроксидом калия) или реакции с основным оксидом (оксидом калия):
$H_2SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + 2H_2O$ или $H_2SO_3 + K_2O \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$. Этот переход также осуществим.

Таким образом, вся цепочка превращений является корректной, если вещество X — это диоксид серы ($SO_2$).

Рассмотрим, почему другие варианты не подходят:

• 1) $H_2S$ (сероводород): При взаимодействии с водой не образует $H_2SO_3$.
• 2) $SO_3$ (оксид серы(VI)): При взаимодействии с водой образует серную кислоту $H_2SO_4$, а не сернистую.
• 4) $K_2O$ (оксид калия): Не может быть получен из серы на первом этапе, так как содержит калий.

Следовательно, веществом X является $SO_2$. Это соответствует варианту ответа 3.

Ответ: 3) SO₂

11. В схеме превращений $ \text{CO}_2 \xrightarrow{\text{X}} \text{K}_2\text{CO}_3 \xrightarrow{\text{Y}} \text{CaCO}_3 $ веществами X и Y являются:

1) $ \text{KOH} $

2) $ \text{K} $

3) $ \text{Ca(OH)}_2 $

4) $ \text{K}_2\text{SO}_4 $

5) $ \text{Ca} $

Решение

Рассмотрим заданную схему химических превращений: $CO_2 \xrightarrow{X} K_2CO_3 \xrightarrow{Y} CaCO_3$. Необходимо определить вещества X и Y из предложенного списка.

На первом этапе из кислотного оксида углерода(IV) ($CO_2$) получают соль — карбонат калия ($K_2CO_3$). Для этого кислотный оксид должен прореагировать с основанием, содержащим калий. Из предложенных вариантов таким веществом является гидроксид калия ($KOH$, вариант 1).

Уравнение первой реакции:

$CO_2 + 2KOH \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

Таким образом, вещество X — это гидроксид калия ($KOH$).

На втором этапе из растворимой соли карбоната калия ($K_2CO_3$) получают нерастворимую соль карбонат кальция ($CaCO_3$). Это можно осуществить с помощью реакции ионного обмена, для которой к раствору $K_2CO_3$ необходимо добавить вещество, содержащее ионы кальция $Ca^{2+}$. Из предложенного списка подходит гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$, вариант 3), который является умеренно растворимым основанием.

Уравнение второй реакции, в ходе которой выпадает осадок $CaCO_3$:

$K_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2KOH$

Таким образом, вещество Y — это гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$).

Ответ: X: 1) KOH, Y: 3) $Ca(OH)_2$.

12. Установите соответствие между реагентами и признаком реакции между ними.

РЕАГЕНТЫ

А) $AgNO_3$ и $NaCl$

Б) $CaCO_3$ и $H_2SO_4$

В) $CuSO_4$ и $KOH$

ПРИЗНАК РЕАКЦИИ

1) образование голубого осадка

2) нет видимых изменений

3) образование белого осадка

4) образование жёлтого осадка

5) выделение газа

Для установления соответствия проанализируем каждую реакцию.

А) $AgNO_3$ и $NaCl$

При взаимодействии двух растворимых солей, нитрата серебра ($AgNO_3$) и хлорида натрия ($NaCl$), протекает реакция ионного обмена. Продуктами реакции являются растворимый нитрат натрия ($NaNO_3$) и нерастворимый в воде хлорид серебра ($AgCl$), который выпадает в виде белого творожистого осадка.

Уравнение реакции:

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

Признаком реакции является образование белого осадка. Это соответствует варианту 3.

Ответ: 3

Б) $CaCO_3$ и $H_2SO_4$

При взаимодействии карбоната кальция ($CaCO_3$) с серной кислотой ($H_2SO_4$) происходит реакция, характерная для солей угольной кислоты. В результате образуется сульфат кальция ($CaSO_4$), который является малорастворимым (белый осадок), и угольная кислота ($H_2CO_3$). Угольная кислота неустойчива и сразу же разлагается на воду ($H_2O$) и углекислый газ ($CO_2$).

Уравнение реакции:

$CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

Наиболее заметным признаком этой реакции является выделение бесцветного газа без запаха. Это соответствует варианту 5.

Ответ: 5

В) $CuSO_4$ и $KOH$

При взаимодействии сульфата меди(II) ($CuSO_4$) с гидроксидом калия ($KOH$) протекает реакция ионного обмена. В результате реакции образуется нерастворимое основание — гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — и растворимая соль сульфат калия ($K_2SO_4$). Гидроксид меди(II) представляет собой осадок характерного голубого цвета.

Уравнение реакции:

$CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + K_2SO_4$

Признаком реакции является образование голубого осадка. Это соответствует варианту 1.

Ответ: 1