Страница 90 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. Укажите формулу реактива, с помощью которого можно различить фосфат калия $K_3PO_4$ и гидроксид калия $KOH$.

1) $H_2O$

2) $AgNO_3$

3) $NaOH$

4) $Na_2SO_4$

Для того чтобы различить растворы фосфата калия ($K_3PO_4$) и гидроксида калия ($KOH$), необходимо найти реактив, который вступает в реакцию с ними с образованием разных видимых признаков, например, осадков разного цвета. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) H₂O

Вода не может быть использована в качестве реактива, поскольку оба вещества, фосфат калия и гидроксид калия, являются растворимыми в воде. При их растворении образуются бесцветные растворы, и никаких видимых различий наблюдаться не будет.

2) AgNO₃

Нитрат серебра является качественным реактивом как на фосфат-ионы, так и на гидроксид-ионы, при этом результаты реакции различны.

• При взаимодействии нитрата серебра с фосфатом калия выпадает характерный осадок фосфата серебра ($Ag_3PO_4$) ярко-желтого цвета:
  $K_3PO_4 + 3AgNO_3 \rightarrow Ag_3PO_4 \downarrow + 3KNO_3$
• При взаимодействии нитрата серебра с гидроксидом калия образуется гидроксид серебра ($AgOH$), который является неустойчивым соединением и сразу же разлагается с образованием оксида серебра(I) ($Ag_2O$), выпадающего в виде бурого или черного осадка:
  $2KOH + 2AgNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + 2AgOH \downarrow$
  $2AgOH \rightarrow Ag_2O \downarrow + H_2O$
  Суммарное уравнение: $2KOH + 2AgNO_3 \rightarrow Ag_2O \downarrow + 2KNO_3 + H_2O$

Поскольку в одном случае образуется желтый осадок, а в другом — бурый/черный, нитрат серебра позволяет легко различить растворы $K_3PO_4$ и $KOH$.

3) NaOH

Гидроксид натрия не будет реагировать ни с фосфатом калия, ни с гидроксидом калия. В обоих случаях реакция ионного обмена не пойдет, так как не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Видимых изменений не будет.

4) Na₂SO₄

Сульфат натрия также не будет реагировать ни с фосфатом калия, ни с гидроксидом калия. Все возможные продукты обмена ($K_2SO_4$, $Na_3PO_4$, $NaOH$) хорошо растворимы в воде. Видимых изменений не будет.

Ответ: 2) $AgNO_3$.

7. Сульфат цинка нельзя получить при взаимодействии веществ, формулы которых:

1) $ZnO$ и $H_2SO_4$

2) $Zn$ и $H_2SO_4$

3) $ZnO$ и $SO_2$

4) $Zn(OH)_2$ и $H_2SO_4$

Для решения данной задачи необходимо проанализировать возможность протекания каждой из предложенных химических реакций и определить их продукты.

1) ZnO и H₂SO₄

Оксид цинка ($ZnO$) является амфотерным оксидом, который проявляет основные свойства при взаимодействии с сильными кислотами. Реакция с серной кислотой ($H_2SO_4$) является реакцией обмена (нейтрализации), в результате которой образуется соль и вода. Продуктом реакции будет сульфат цинка ($ZnSO_4$).

Уравнение реакции: $ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$.

2) Zn и H₂SO₄

Цинк ($Zn$) — металл, расположенный в ряду активности металлов до водорода. Следовательно, он способен вытеснять водород из разбавленной серной кислоты ($H_2SO_4$) с образованием соли — сульфата цинка ($ZnSO_4$).

Уравнение реакции: $Zn + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$.

3) ZnO и SO₂

Оксид цинка ($ZnO$) является основным оксидом, а оксид серы(IV) ($SO_2$) — кислотным оксидом. При их взаимодействии происходит реакция соединения с образованием соли. Кислотному оксиду $SO_2$ соответствует сернистая кислота ($H_2SO_3$), поэтому продуктом реакции будет соль этой кислоты — сульфит цинка ($ZnSO_3$), а не сульфат цинка. Для получения сульфата цинка потребовался бы оксид серы(VI) ($SO_3$).

Уравнение реакции: $ZnO + SO_2 \rightarrow ZnSO_3$.

4) Zn(OH)₂ и H₂SO₄

Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — амфотерное основание, которое вступает в реакцию нейтрализации с сильной серной кислотой ($H_2SO_4$). В результате реакции образуются соль — сульфат цинка ($ZnSO_4$) — и вода.

Уравнение реакции: $Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$.

Таким образом, сульфат цинка нельзя получить при взаимодействии оксида цинка и оксида серы(IV).

Ответ: 3.

8. Простое вещество сожгли в кислороде, продукт реакции растворили в воде, добавили лакмус, раствор окрасился в синий цвет. Выберите схему превращений, которая соответствует описанному эксперименту.

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

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

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

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

Решение

Проанализируем описанный в задаче эксперимент по шагам, чтобы определить правильную схему превращений.

1. «Простое вещество сожгли в кислороде». Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента (например, металл или неметалл). Реакция горения в кислороде приводит к образованию оксида этого элемента.

2. «продукт реакции растворили в воде». Оксид, который является продуктом первой реакции, далее взаимодействует с водой.

3. «добавили лакмус, раствор окрасился в синий цвет». Изменение цвета индикатора лакмуса на синий однозначно указывает на щелочную среду раствора ($pH > 7$). Следовательно, в результате растворения оксида в воде образовалось растворимое основание, то есть щёлочь.

Теперь восстановим всю цепочку. Чтобы в конце получить щёлочь, оксид, реагирующий с водой, должен быть оксидом щелочного или щелочноземельного металла. Такие оксиды относятся к классу основных оксидов. В свою очередь, основные оксиды образуются при сжигании металлов (простых веществ).

Таким образом, полная схема превращений, соответствующая эксперименту, выглядит так:
Металл (простое вещество) $\xrightarrow{сжигание\ в\ O_2}$ Основный оксид $\xrightarrow{+H_2O}$ Щёлочь

Сравним эту схему с предложенными вариантами:

1) неметалл → кислотный оксид → кислота. Эта схема приводит к образованию кислоты, которая окрасила бы лакмус в красный цвет. Этот вариант неверный.

2) кислотный оксид → кислота → соль. Эта схема не начинается с простого вещества, что противоречит условию задачи. Этот вариант неверный.

3) основный оксид → соль → основание. Эта схема также начинается не с простого вещества. Этот вариант неверный.

4) металл → основный оксид → щёлочь. Эта схема полностью соответствует нашим выводам. Например, если взять в качестве простого вещества кальций ($Ca$):
Сжигание кальция (металл): $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$ (оксид кальция, основный оксид)
Растворение оксида кальция в воде: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция, щёлочь)
Раствор гидроксида кальция является щелочным и окрасит лакмус в синий цвет.

Следовательно, схема под номером 4 правильно описывает эксперимент.

Ответ: 4

9. В генетическом ряду $S \rightarrow SO_2 \rightarrow X \rightarrow CaSO_3$ веществом $X$ является

1) $CaSO_4$

2) $H_2S$

3) $H_2SO_3$

4) $Ca(OH)_2$

Решение

Данный генетический ряд представляет собой последовательность химических превращений, исходя из свойств серы и её соединений:

$S \rightarrow SO_2 \rightarrow X \rightarrow CaSO_3$

Рассмотрим каждый этап по порядку, чтобы определить неизвестное вещество X.

1. Первый этап: $S \rightarrow SO_2$

Это реакция горения простого вещества серы в кислороде. В результате образуется оксид серы(IV) (сернистый газ).

Уравнение реакции: $S + O_2 \rightarrow SO_2$

2. Второй этап: $SO_2 \rightarrow X$

Оксид серы(IV) ($SO_2$) является кислотным оксидом. Характерным свойством кислотных оксидов является их взаимодействие с водой с образованием соответствующей кислоты. В данном случае образуется сернистая кислота ($H_2SO_3$).

Уравнение реакции: $SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$

Таким образом, наиболее вероятным кандидатом на роль вещества X является сернистая кислота ($H_2SO_3$).

3. Третий этап: $X \rightarrow CaSO_3$

Проверим, возможно ли получить из предполагаемого вещества X ($H_2SO_3$) конечный продукт — сульфит кальция ($CaSO_3$). Сульфит кальция — это соль сернистой кислоты. Кислоты реагируют с основаниями (реакция нейтрализации) с образованием соли и воды. Для получения соли кальция необходимо использовать основание кальция — гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$).

Уравнение реакции: $H_2SO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_3 \downarrow + 2H_2O$

Также возможна реакция кислоты с основным оксидом:

$H_2SO_3 + CaO \rightarrow CaSO_3 \downarrow + H_2O$

Оба варианта подтверждают, что вещество X — это сернистая кислота.

Анализ предложенных вариантов:

• 1) $CaSO_4$ (сульфат кальция) — это соль серной кислоты, а не сернистой. Превращение $SO_2$ в $CaSO_4$ и затем в $CaSO_3$ не соответствует логике генетического ряда.
• 2) $H_2S$ (сероводород) — соединение, в котором сера имеет степень окисления -2, в то время как в $SO_2$ степень окисления +4. Для такого перехода требуется сильный восстановитель, и последующее получение $CaSO_3$ из $H_2S$ затруднительно.
• 3) $H_2SO_3$ (сернистая кислота) — идеально вписывается в цепочку превращений, как было показано выше.
• 4) $Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) — это реагент, который вступает в реакцию с веществом X (кислотой) или $SO_2$ (кислотным оксидом), а не продукт реакции с $SO_2$.

Таким образом, веществом X является сернистая кислота.

Ответ: 3) $H_2SO_3$

10. В генетическом ряду $Li \to X \to LiOH \to LiNO_3$ веществом X является

1) $LiNO_2$

2) $Li_2O$

3) $HNO_3$

4) $Li_3N$

В данной задаче представлен генетический ряд — последовательность химических превращений: $Li \rightarrow X \rightarrow LiOH \rightarrow LiNO_3$. Необходимо определить, какое вещество скрывается под символом $X$.

Решение

Проанализируем цепочку превращений. Она начинается с активного щелочного металла лития ($Li$) и через промежуточное вещество $X$ приводит к гидроксиду лития ($LiOH$), который является основанием (щёлочью). Затем из гидроксида лития получают соль — нитрат лития ($LiNO_3$).

Классическая схема генетической связи для активного металла выглядит так: металл → основный оксид → основание (щёлочь) → соль.

Применим эту схему к нашей задаче:
1. Металл: $Li$.
2. Основный оксид, соответствующий литию, — это оксид лития $Li_2O$. Он может быть получен при реакции лития с кислородом: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$.
3. Основание (щёлочь): $LiOH$. Гидроксид лития образуется при реакции оксида лития с водой: $Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$.
4. Соль: $LiNO_3$. Нитрат лития образуется в результате реакции нейтрализации между гидроксидом лития и азотной кислотой: $LiOH + HNO_3 \rightarrow LiNO_3 + H_2O$.

Эта последовательность полностью совпадает с предложенной в задаче, если предположить, что вещество $X$ — это оксид лития ($Li_2O$).

Рассмотрим другие варианты. Нитрит лития ($LiNO_2$) и нитрид лития ($Li_3N$) являются менее вероятными кандидатами в классической схеме. Азотная кислота ($HNO_3$) является реагентом на последнем этапе, а не промежуточным продуктом $X$.

Следовательно, веществом $X$ является оксид лития.

Ответ: 2) $Li_2O$

11. В схеме превращений $CuO \xrightarrow{X} CuCl_2 \xrightarrow{Y} Cu(OH)_2$ веществами X и Y являются:

1) $Cl_2$

2) $NaOH$

3) $HCl$

4) $H_2O$

5) $KCl$

Решение

Рассмотрим данную цепочку химических превращений, состоящую из двух стадий:

$CuO \xrightarrow{X} CuCl_2 \xrightarrow{Y} Cu(OH)_2$

1. Определение вещества X

На первой стадии оксид меди(II) ($CuO$) превращается в хлорид меди(II) ($CuCl_2$). Оксид меди(II) является основным оксидом. Чтобы получить из основного оксида соль (в данном случае хлорид), необходимо подействовать на него кислотой, содержащей соответствующий кислотный остаток. Из предложенных вариантов таким веществом является соляная кислота ($HCl$, вариант 3).

Уравнение реакции:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

Таким образом, вещество X — это $HCl$.

2. Определение вещества Y

На второй стадии из хлорида меди(II) ($CuCl_2$) необходимо получить гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$). Хлорид меди(II) является растворимой солью, а гидроксид меди(II) — нерастворимым основанием. Получить нерастворимое основание из соли можно с помощью реакции обмена с растворимым основанием (щёлочью). Из предложенных вариантов щёлочью является гидроксид натрия ($NaOH$, вариант 2).

Уравнение реакции (реакция ионного обмена с образованием осадка):

$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Таким образом, вещество Y — это $NaOH$.

Итак, для осуществления данной схемы превращений необходимо использовать соляную кислоту (X) и гидроксид натрия (Y).

Ответ: Вещество X — 3) $HCl$, вещество Y — 2) $NaOH$.

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

РЕАГЕНТЫ

А) $CuO$ и $H_2SO_4$

Б) $KI$ и $AgNO_3$

В) $MgCl_2$ и $NaOH$

ПРИЗНАК РЕАКЦИИ

1) выделение газа

2) образование белого осадка

3) образование голубого раствора с растворением твёрдого вещества

4) нет видимых изменений

5) образование жёлтого осадка

А) CuO и H₂SO₄
Оксид меди(II) ($CuO$) — это твёрдое вещество чёрного цвета, которое является основным оксидом. Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная кислота. При их взаимодействии происходит реакция нейтрализации, в ходе которой твёрдый оксид меди(II) растворяется в кислоте с образованием соли и воды.
Уравнение реакции: $CuO_{(тв)} + H_2SO_{4(р-р)} \rightarrow CuSO_{4(р-р)} + H_2O_{(ж)}$
В результате реакции образуется сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — растворимая соль, водный раствор которой имеет характерный голубой цвет. Таким образом, наблюдается растворение чёрного твёрдого вещества и образование голубого раствора. Этот признак соответствует пункту 3.
Ответ: 3

Б) KI и AgNO₃
Иодид калия ($KI$) и нитрат серебра ($AgNO_3$) — это растворимые в воде соли. При смешивании их водных растворов (оба бесцветны) протекает реакция ионного обмена.
Уравнение реакции: $KI_{(р-р)} + AgNO_{3(р-р)} \rightarrow AgI_{(тв)} \downarrow + KNO_{3(р-р)}$
В результате реакции образуются иодид серебра ($AgI$) и нитрат калия ($KNO_3$). Нитрат калия хорошо растворим в воде, а иодид серебра ($AgI$) является нерастворимым веществом и выпадает в виде осадка характерного жёлтого цвета. Этот признак соответствует пункту 5.
Ответ: 5

В) MgCl₂ и NaOH
Хлорид магния ($MgCl_2$) и гидроксид натрия ($NaOH$) — растворимые в воде вещества, их растворы бесцветны. При взаимодействии их растворов происходит реакция ионного обмена.
Уравнение реакции: $MgCl_{2(р-р)} + 2NaOH_{(р-р)} \rightarrow Mg(OH)_{2(тв)} \downarrow + 2NaCl_{(р-р)}$
В результате реакции образуются гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) и хлорид натрия ($NaCl$). Хлорид натрия — растворимая соль. Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) — это нерастворимое основание, которое выпадает в виде белого студенистого осадка. Этот признак соответствует пункту 2.
Ответ: 2