Страница 80 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Самый распространённый химический элемент в земной коре — это

1) водород

2) кислород

3) железо

4) кремний

Для того чтобы определить самый распространенный химический элемент в земной коре, необходимо проанализировать ее состав. Земная кора — это внешняя, твердая оболочка Земли, состоящая из различных горных пород и минералов. По массе, наиболее распространенными элементами в ней являются кислород (O) с долей около 46.6% и кремний (Si) с долей около 27.7%. Далее следуют алюминий (Al, ~8.1%) и железо (Fe, ~5.0%).

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) водород

Водород (H) является самым распространенным элементом во Вселенной, но в земной коре его массовая доля очень мала, всего около 0.14%. Следовательно, этот вариант неверен.

2) кислород

Кислород (O) — самый распространенный элемент в земной коре. Его массовая доля составляет почти половину от общей массы. Он является основным компонентом большинства минералов (например, силикатов, оксидов) и воды. Этот вариант является правильным.

3) железо

Железо (Fe) является четвертым по распространенности элементом в земной коре. Его доля (~5.0%) значительно меньше, чем доля кислорода и кремния.

4) кремний

Кремний (Si) — это второй по распространенности элемент в земной коре (~27.7%). Хотя его много, он все же уступает кислороду по массовой доле.

Исходя из анализа, самым распространенным химическим элементом в земной коре является кислород.

Ответ: 2) кислород

2. В предложении «Кислород входит в состав воздуха» речь идёт о кислороде

1) как о химическом элементе

2) как о простом веществе

Решение

Для правильного ответа на этот вопрос необходимо различать понятия «химический элемент» и «простое вещество».

• Химический элемент — это определённый вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Это более абстрактное понятие. О химическом элементе говорят, когда он находится в составе сложного вещества (например, элемент кислород в составе воды $H_2O$ или оксида железа $Fe_2O_3$), или когда описывают его общие характеристики (например, «Кислород — элемент 16-й группы периодической системы»).

• Простое вещество — это форма существования химического элемента в свободном, не связанном с другими элементами виде. Простое вещество состоит из атомов только одного элемента. Это конкретное вещество с определёнными физическими и химическими свойствами (например, простое вещество кислород — это газ $O_2$, а простое вещество озон — это газ $O_3$).

В предложении «Кислород входит в состав воздуха» речь идёт о воздухе. Воздух — это смесь газов. Одной из главных составляющих этой смеси является газ кислород, который имеет формулу $O_2$. Этот газ обладает конкретными физическими свойствами: он бесцветен, не имеет запаха, поддерживает дыхание и горение. Поскольку речь идет о конкретном веществе, которое является частью смеси, то имеется в виду кислород как простое вещество.

Для сравнения, в предложении «Кислород входит в состав воды» речь шла бы о кислороде как о химическом элементе, так как в молекуле воды $H_2O$ атомы кислорода химически связаны с атомами водорода, образуя сложное вещество.

Ответ: 2) как о простом веществе

3. Укажите правую часть уравнения химической реакции разложения пероксида водорода $H_2O_2$.

1) $2H_2 + 2O_2$

2) $2H_2O + O_2$

3) $H_2O + H_2$

4) $H_2O + O_2$

Реакция разложения пероксида водорода ($H_2O_2$) является одной из классических химических реакций. Пероксид водорода — это неустойчивое соединение, которое самопроизвольно (особенно в присутствии катализаторов, таких как диоксид марганца $MnO_2$, или под действием света) разлагается на два более стабильных вещества: воду ($H_2O$) и кислород ($O_2$).

Сначала запишем схему реакции:

$H_2O_2 \rightarrow H_2O + O_2$

Далее необходимо уравнять эту химическую реакцию, то есть сбалансировать количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения, используя стехиометрические коэффициенты.

1. Подсчет атомов в левой части (реагенты): В одной молекуле $H_2O_2$ содержится 2 атома водорода (H) и 2 атома кислорода (O).

2. Подсчет атомов в правой части (продукты): В продуктах у нас одна молекула воды ($H_2O$) и одна молекула кислорода ($O_2$). Итого: 2 атома водорода (H) и $1 + 2 = 3$ атома кислорода (O).

3. Балансировка: Количество атомов водорода совпадает, а количество атомов кислорода — нет (2 в левой части, 3 в правой). Чтобы уравнять кислород, поставим коэффициент 2 перед молекулой пероксида водорода ($H_2O_2$) в левой части:

$2H_2O_2 \rightarrow H_2O + O_2$

Теперь в левой части: 4 атома H и 4 атома O. В правой части по-прежнему 2 атома H и 3 атома O. Теперь не сходится ни водород, ни кислород.

4. Окончательная балансировка: Чтобы уравнять количество атомов водорода и кислорода, поставим коэффициент 2 перед молекулой воды ($H_2O$) в правой части:

$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$

Проверим баланс еще раз: в левой части $2 \times 2 = 4$ атома H и $2 \times 2 = 4$ атома O; в правой части $2 \times 2 = 4$ атома H и $(2 \times 1) + 2 = 4$ атома O. Теперь уравнение сбалансировано. Полное уравнение реакции разложения пероксида водорода выглядит так:

$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$

Правая часть этого уравнения — это продукты реакции, то есть $2H_2O + O_2$. Этот вариант соответствует пункту 2.

Ответ: 2) $2H_2O + O_2$

4. Для получения кислорода в лаборатории не используют вещество

1) $KMnO_4$

2) $KClO_3$

3) $H_2O_2$

4) $CaO$

Чтобы определить, какое вещество не используется для получения кислорода в лаборатории, проанализируем каждый вариант.

1) KMnO₄
Перманганат калия ($KMnO_4$) является одним из самых распространенных реагентов для получения кислорода в лабораторных условиях. При его нагревании происходит реакция разложения с выделением кислорода:
$2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \uparrow$
Этот способ широко применяется на практике.

2) KClO₃
Хлорат калия ($KClO_3$), также известный как бертолетова соль, — это еще одно вещество, которое исторически и в настоящее время используется для получения кислорода. Его разложение при нагревании, часто с использованием катализатора (например, $MnO_2$), приводит к образованию кислорода:
$2KClO_3 \xrightarrow{t, MnO_2} 2KCl + 3O_2 \uparrow$
Следовательно, это вещество подходит для получения кислорода.

3) H₂O₂
Пероксид водорода ($H_2O_2$) — очень удобный источник кислорода в лаборатории. Его каталитическое разложение (например, в присутствии $MnO_2$ или дрожжей) происходит даже при комнатной температуре и является безопасным методом получения чистого кислорода:
$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow$
Этот метод активно используется в лабораторной практике.

4) CaO
Оксид кальция ($CaO$), или негашёная известь, — это термически очень устойчивое соединение. Он является основным оксидом и не разлагается с выделением кислорода при температурах, достижимых в обычной лаборатории. Его температура плавления составляет около 2572 °C, а для разложения требуются еще более высокие температуры. Поэтому оксид кальция не используется для получения кислорода в лабораторных условиях.

Из всех перечисленных веществ только оксид кальция не применяется для получения кислорода в лаборатории.

Ответ: 4