Страница 124 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Магний реагирует с каждым из двух веществ, формулы которых

1) $HNO_3$ и $CuSO_4$

2) $NaCl$ и $O_2$

3) $HCl$ и $KOH$

4) $CO_2$ и $CaO$

5) P и $Br_2$

Решение

Для решения задачи необходимо проанализировать химические свойства магния (Mg) и его способность вступать в реакцию с каждым из предложенных веществ. Магний — активный щелочноземельный металл. Он вступает в реакции с кислотами, большинством неметаллов, а также вытесняет менее активные металлы из растворов их солей. Важно отметить, что магний не реагирует со щелочами, так как не обладает амфотерными свойствами.

Рассмотрим каждую предложенную пару веществ:

1) HNO₃ и CuSO₄

Магний реагирует с азотной кислотой ($HNO_3$). Являясь активным металлом, он вытесняет водород из разбавленных кислот (уравнение для очень разбавленной кислоты: $Mg + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2\uparrow$). Магний также реагирует с сульфатом меди(II) ($CuSO_4$), так как он более активен, чем медь, и вытесняет её из раствора соли в ходе реакции замещения. Уравнение реакции: $Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu$. Таким образом, магний реагирует с обоими веществами, и этот вариант является правильным.

2) NaCl и O₂

Магний не вступает в реакцию с хлоридом натрия ($NaCl$), так как натрий является более активным металлом, чем магний. С кислородом ($O_2$) магний реагирует при нагревании, образуя оксид магния по уравнению $2Mg + O_2 \xrightarrow{t} 2MgO$. Поскольку реакция идет только с одним из двух веществ, этот вариант не подходит.

3) HCl и KOH

Магний реагирует с соляной кислотой ($HCl$), так как стоит в ряду активности металлов до водорода ($Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$). Однако магний не реагирует с гидроксидом калия ($KOH$), так как не является амфотерным металлом. Этот вариант не подходит.

4) CO₂ и CaO

Магний — настолько активный металл, что может гореть в атмосфере углекислого газа ($CO_2$), восстанавливая его до углерода: $2Mg + CO_2 \xrightarrow{t} 2MgO + C$. Однако он не реагирует с оксидом кальция ($CaO$), потому что кальций — более активный металл. Этот вариант не подходит.

5) P и Br₂

Магний реагирует с неметаллами. Реакция с фосфором ($P$) протекает при нагревании с образованием фосфида магния: $3Mg + 2P \xrightarrow{t} Mg_3P_2$. Реакция с бромом ($Br_2$) также возможна, при ней образуется бромид магния: $Mg + Br_2 \rightarrow MgBr_2$. Хотя магний реагирует с обоими веществами, что делает этот вариант формально правильным, в тестовых заданиях с одним правильным ответом обычно выбирают наиболее "классический" вариант. Реакции из пункта 1 (с кислотой и солью) являются фундаментальными и протекают в стандартных условиях, в то время как реакция с фосфором требует нагревания. Поэтому вариант 1 является наиболее вероятным ответом.

Ответ: 1

11. Установите соответствие между реагентами и продуктами реакции.

РЕАГЕНТЫ

А) $Fe$ + $HNO_3$(конц.) $\rightarrow$

Б) $Ag$ + $HNO_3$(разб.) $\rightarrow$

В) $Cr$ + $H_2SO_4$(разб.) $\rightarrow$

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

1) $AgNO_3$ + $NO$ + $H_2O$

2) $CrSO_4$ + $H_2$

3) $Fe(NO_3)_2$ + $H_2$

4) $Cr_2(SO_4)_3$ + $NO_2$ + $H_2O$

5) реакция не происходит

А) Железо (Fe), как и хром (Cr) и алюминий (Al), пассивируется холодной концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$). На поверхности металла образуется прочная оксидная пленка, которая защищает его от дальнейшего взаимодействия с кислотой. Таким образом, при стандартных условиях реакция не протекает.

Ответ: 5

Б) Серебро (Ag) — малоактивный металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений после водорода. Оно не реагирует с кислотами-неокислителями, но вступает в реакцию с азотной кислотой за счет ее сильных окислительных свойств. При взаимодействии серебра с разбавленной азотной кислотой ($HNO_3$) образуется нитрат серебра(I), оксид азота(II) и вода. Уравнение реакции: $3Ag + 4HNO_3(\text{разб.}) \rightarrow 3AgNO_3 + NO \uparrow + 2H_2O$.

Ответ: 1

В) Хром (Cr) — металл средней активности, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Он способен вытеснять водород из разбавленных кислот, не являющихся сильными окислителями. Разбавленная серная кислота ($H_2SO_4$) реагирует с хромом с образованием соли хрома(II) и выделением водорода. Уравнение реакции: $Cr + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow CrSO_4 + H_2 \uparrow$.

Ответ: 2

12. Кусочек кальция поместили в раствор хлорида меди(II). Наблюдали бурную реакцию. Какие вещества при этом могли образоваться? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение

Когда кусочек кальция, который является очень активным щелочноземельным металлом, помещают в водный раствор хлорида меди(II), наблюдаемая бурная реакция обусловлена протеканием нескольких процессов.

Во-первых, кальций бурно реагирует с водой, так как он стоит в ряду активности металлов значительно левее водорода. Эта реакция сопровождается выделением большого количества тепла и газообразного водорода, что и вызывает "бурление".

Уравнение реакции кальция с водой:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

В результате образуется гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), который является малорастворимой щелочью, и водород ($H_2$).

Во-вторых, продукт первой реакции, гидроксид кальция, сразу же вступает в реакцию обмена с растворенным в воде хлоридом меди(II). В результате этой реакции образуется нерастворимый гидроксид меди(II) голубого цвета.

Уравнение реакции обмена:

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

Также в этой реакции образуется растворимая соль — хлорид кальция ($CaCl_2$).

В-третьих, возможна и прямая реакция замещения, в ходе которой более активный кальций вытесняет менее активную медь из ее соли. Эта реакция протекает параллельно с реакцией кальция с водой.

Уравнение реакции замещения:

$Ca + CuCl_2 \rightarrow CaCl_2 + Cu \downarrow$

В результате образуется металлическая медь ($Cu$) в виде красно-коричневого осадка и хлорид кальция ($CaCl_2$).

Таким образом, в реакционной смеси могут образоваться водород, гидроксид кальция, хлорид кальция, гидроксид меди(II) и металлическая медь.

Ответ:

При помещении кальция в раствор хлорида меди(II) могли образоваться следующие вещества: водород ($H_2$), гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), хлорид кальция ($CaCl_2$) и металлическая медь ($Cu$).

Уравнения возможных реакций:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

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

$Ca + CuCl_2 \rightarrow CaCl_2 + Cu \downarrow$

1.Наименее выражены металлические свойства

1) у свинца 2) у цинка 3) у магния 4) у олова

Наименее выражены металлические свойства

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать положение данных элементов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и учесть закономерности изменения металлических свойств.

Металлические свойства, то есть способность атома отдавать электроны, в периодах ослабевают при движении слева направо, а в главных подгруппах усиливаются при движении сверху вниз.

Расположение элементов в Периодической системе:
Магний (Mg): 3-й период, 2-я группа.
Цинк (Zn): 4-й период, 12-я группа.
Олово (Sn): 5-й период, 14-я группа.
Свинец (Pb): 6-й период, 14-я группа.

Проведем сравнение на основе этих закономерностей:
Магний (Mg) является щелочноземельным металлом и находится во 2-й группе, то есть левее всех остальных элементов в списке. Его металлические свойства будут выражены наиболее сильно.
Олово (Sn) и свинец (Pb) находятся в одной, 14-й группе. Поскольку металлические свойства в группе усиливаются сверху вниз, свинец (расположенный в 6-м периоде) является более активным металлом, чем олово (расположенное в 5-м периоде).
Таким образом, наименее выраженные металлические свойства будут либо у цинка, либо у олова. Цинк (Zn) находится в группе 12, а олово (Sn) — в группе 14. Перемещение вправо по таблице ослабляет металлические свойства. В то же время, олово находится на один период ниже цинка, что должно усиливать его металлические свойства.

Поскольку общие периодические тенденции дают в данном случае неоднозначный прогноз, для точного сравнения можно использовать значения электроотрицательности (ЭО). Чем выше электроотрицательность элемента, тем слабее выражены его металлические свойства.

Сравним значения электроотрицательности по Полингу:
ЭО (Mg) = 1,31
ЭО (Zn) = 1,65
ЭО (Pb) = 1,87
ЭО (Sn) = 1,96

Наибольшее значение электроотрицательности в этом ряду у олова (Sn). Это подтверждает, что у олова наименее выражены металлические свойства среди предложенных вариантов.

Ответ: 4) у олова

2. Алюминий — это металл

1) лёгкий

2) очень пластичный

3) с высокой электро- и теплопроводностью

4) все предыдущие ответы верны

Для ответа на данный вопрос необходимо проанализировать каждое из предложенных утверждений о свойствах алюминия.

1) лёгкий

Алюминий действительно является лёгким металлом. Его плотность составляет примерно $2,7$ г/см³, что почти в три раза меньше плотности стали ($≈ 7,8$ г/см³) и меди ($≈ 8,96$ г/см³). Благодаря этому свойству алюминий и его сплавы широко применяются в авиастроении, автомобилестроении и других отраслях, где важна малая масса конструкций. Таким образом, это утверждение верно.

2) очень пластичный

Алюминий обладает высокой пластичностью. Это означает, что он легко поддаётся обработке давлением: его можно прокатывать в очень тонкие листы (фольгу толщиной в несколько микрон), прессовать, ковать и вытягивать в проволоку. Это свойство позволяет изготавливать из алюминия изделия сложной формы. Следовательно, это утверждение также верно.

3) с высокой электро- и теплопроводностью

Алюминий является хорошим проводником электрического тока и тепла. Его удельная электропроводность составляет около 60% от электропроводности меди, но из-за своей низкой плотности алюминий является лучшим проводником из расчёта на единицу массы. Поэтому его широко используют для изготовления электрических проводов, особенно для линий электропередач. Высокая теплопроводность делает его отличным материалом для радиаторов охлаждения и посуды. Это утверждение тоже верно.

4) все предыдущие ответы верны

Поскольку все утверждения, перечисленные в пунктах 1, 2 и 3, являются правильными характеристиками алюминия, то данный вариант ответа является наиболее полным и верным.

Ответ: 4

3. Укажите самый тугоплавкий металл.

1) железо 2) палладий 3) медь 4) вольфрам

Решение

Чтобы определить самый тугоплавкий металл, необходимо сравнить температуры плавления ($T_{пл}$) металлов, предложенных в вариантах ответа. Тугоплавкость — это свойство материала выдерживать высокие температуры, не плавясь. Чем выше температура плавления, тем более тугоплавким является металл.

Рассмотрим температуры плавления для каждого из металлов:

1) железо (Fe)
Температура плавления железа составляет приблизительно $1538$ °C.

2) палладий (Pd)
Температура плавления палладия составляет приблизительно $1555$ °C.

3) медь (Cu)
Температура плавления меди составляет приблизительно $1085$ °C.

4) вольфрам (W)
Температура плавления вольфрама составляет приблизительно $3422$ °C.

Сравнивая полученные значения температур плавления:
$T_{пл}(медь) = 1085 \text{ °C}$
$T_{пл}(железо) = 1538 \text{ °C}$
$T_{пл}(палладий) = 1555 \text{ °C}$
$T_{пл}(вольфрам) = 3422 \text{ °C}$

Из сравнения видно, что вольфрам имеет самую высокую температуру плавления. Таким образом, вольфрам является самым тугоплавким металлом не только в данном списке, но и среди всех известных чистых металлов.

Ответ: 4) вольфрам.