Страница 154 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. К неэлектролитам относят

1) оксид серы(IV)

2) гидроксид натрия

3) хлорид бария

4) азотную кислоту

Решение

Для того чтобы определить, какое из предложенных веществ является неэлектролитом, необходимо проанализировать их способность диссоциировать (распадаться) на ионы в водном растворе или расплаве.

Электролиты – это вещества, которые при растворении в воде или в расплавленном состоянии диссоциируют на ионы и, следовательно, проводят электрический ток. К электролитам относятся кислоты, основания и соли.

Неэлектролиты – это вещества, которые в растворах или расплавах не диссоциируют на ионы и не проводят электрический ток. К ним относятся многие вещества с ковалентными неполярными или слабополярными связями, например, оксиды неметаллов, простые вещества, большинство органических соединений.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) оксид серы(IV)
Оксид серы(IV) ($SO_2$) — это вещество молекулярного строения, связи в молекуле ковалентные полярные. В чистом виде (жидком или газообразном) $SO_2$ не содержит ионов и не проводит электрический ток. При растворении в воде он взаимодействует с ней, образуя слабую сернистую кислоту ($H_2SO_3$), которая является слабым электролитом. Однако само вещество $SO_2$ классифицируется как неэлектролит.

2) гидроксид натрия
Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Вещество с ионным типом связи. В водном растворе или в расплаве полностью диссоциирует на ионы:
$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$
Поэтому гидроксид натрия является сильным электролитом.

3) хлорид бария
Хлорид бария ($BaCl_2$) — это растворимая соль, вещество с ионным типом связи. В водном растворе полностью диссоциирует на ионы:
$BaCl_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2Cl^-$
Следовательно, хлорид бария является сильным электролитом.

4) азотную кислоту
Азотная кислота ($HNO_3$) — это сильная кислота. В водном растворе она практически нацело диссоциирует на ионы:
$HNO_3 \rightarrow H^+ + NO_3^-$
Таким образом, азотная кислота является сильным электролитом.

Из всех перечисленных веществ только оксид серы(IV) не является кислотой, основанием или солью, и представляет собой молекулярное соединение, которое само по себе не диссоциирует на ионы.

Ответ: 1

2.Даны вещества

А) $H_2SO_4$

Б) $Ca(OH)_2$

В) $Cu(OH)_2$

Г) $HCl$

Д) $H_2S$

К слабым электролитам относят вещества

1) АД

2) ВД

3) БВ

4) ВГД

Решение

Электролиты — это вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Сила электролита определяется его способностью к диссоциации (распаду на ионы). Сильные электролиты в растворах диссоциируют практически полностью, слабые — незначительно и обратимо.

Проанализируем каждое вещество:

А) $H_2SO_4$ (серная кислота) — это сильная двухосновная кислота. Все сильные кислоты являются сильными электролитами. В водном растворе она практически полностью диссоциирует.

Б) $Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) — это сильное основание (щёлочь). Щёлочи являются сильными электролитами. Та часть гидроксида кальция, которая растворяется в воде, полностью диссоциирует на ионы $Ca^{2+}$ и $OH^-$.

В) $Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(ii)) — это нерастворимое в воде основание. Все нерастворимые основания являются слабыми электролитами, так как они практически не создают ионов в растворе.

Г) $HCl$ (соляная кислота) — это сильная одноосновная кислота, является сильным электролитом. В водном растворе полностью диссоциирует на ионы $H^+$ и $Cl^-$.

Д) $H_2S$ (сероводородная кислота) — это слабая двухосновная кислота. Слабые кислоты являются слабыми электролитами, диссоциируют в незначительной степени.

Таким образом, к слабым электролитам относятся гидроксид меди(ii) (В) и сероводородная кислота (Д).

Выбираем вариант ответа, который включает оба этих вещества.

Ответ: 2

3. Вещества, которые при диссоциации в водном растворе в качестве анионов образуют только гидроксид-ионы $OH^-$, относят

1) к кислотам

2) к оксидам

3) к щелочам

4) к солям

Решение

В соответствии с теорией электролитической диссоциации Аррениуса, классы неорганических соединений определяются по ионам, которые они образуют при растворении в воде.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) к кислотам

Кислоты — это электролиты, которые при диссоциации в водном растворе в качестве катионов образуют только ионы водорода ($H^+$), а в качестве анионов — ионы кислотного остатка. Например, диссоциация серной кислоты:

$H_2SO_4 \leftrightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$

Этот вариант не подходит, так как анионами являются не гидроксид-ионы.

2) к оксидам

Оксиды — это соединения химических элементов с кислородом. Большинство из них не являются электролитами и не диссоциируют в воде. Некоторые оксиды (основные и кислотные) реагируют с водой с образованием оснований или кислот, которые уже диссоциируют. Например, оксид натрия реагирует с водой, образуя щелочь:

$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

Но сам оксид не диссоциирует с образованием гидроксид-ионов.

3) к щелочам

Щелочи — это растворимые в воде основания. По определению, основания — это электролиты, которые при диссоциации в водном растворе в качестве анионов образуют только гидроксид-ионы ($OH^−$), а в качестве катионов — ионы металла (или аммония $NH_4^+$). Например, диссоциация гидроксида калия (щелочь):

$KOH \leftrightarrow K^+ + OH^-$

Это определение полностью совпадает с условием вопроса.

4) к солям

Соли — это электролиты, которые при диссоциации в водном растворе образуют катионы металла (или аммония $NH_4^+$) и анионы кислотного остатка. Например, диссоциация сульфата меди(II):

$CuSO_4 \leftrightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

Этот вариант не подходит, так как анионами являются ионы кислотного остатка, а не гидроксид-ионы.

Таким образом, вещества, которые при диссоциации в водном растворе в качестве анионов образуют только гидроксид-ионы $OH^−$, относятся к щелочам (растворимым основаниям).

Ответ: 3

4. Хлорид-ионы содержатся в растворе вещества, формула которого

1) $KClO_3$

2) $HClO_2$

3) $HClO_4$

4) $HCl$

Для того чтобы определить, в растворе какого вещества содержатся хлорид-ионы ($Cl^-$), необходимо рассмотреть процесс диссоциации каждого из предложенных соединений в воде.

Хлорид-ион — это простой анион, образующийся из атома хлора, и его формула $Cl^-$. Его не следует путать со сложными кислородсодержащими анионами хлора (хлорит, хлорат, перхлорат).

1) KClO₃

Хлорат калия ($KClO₃$) — это соль. При растворении в воде она диссоциирует на катион калия и хлорат-анион:

$KClO_3 \rightarrow K^+ + ClO_3^-$

Хлорат-ион ($ClO_3^-$) является сложным ионом и не является хлорид-ионом. Следовательно, этот вариант не подходит.

2) HClO₂

Хлористая кислота ($HClO₂$) — это кислота. При диссоциации в воде она образует катион водорода и хлорит-анион:

$HClO_2 \rightleftharpoons H^+ + ClO_2^-$

Хлорит-ион ($ClO_2^-$) — это сложный ион. Этот вариант не подходит.

3) HClO₄

Хлорная кислота ($HClO₄$) — сильная кислота. При диссоциации в воде она образует катион водорода и перхлорат-анион:

$HClO_4 \rightarrow H^+ + ClO_4^-$

Перхлорат-ион ($ClO_4^-$) — это сложный ион. Этот вариант не подходит.

4) HCl

Хлороводородная (соляная) кислота ($HCl$) — сильная кислота. При растворении в воде она полностью диссоциирует на катион водорода и хлорид-анион:

$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$

В данном растворе присутствуют именно хлорид-ионы ($Cl^-$). Этот вариант является правильным.

Ответ: 4

5. Наибольшее число анионов образуется при полной диссоциации
1 моль вещества, формула которого

1) $\text{CaCl}_2$

2) $\text{CuSO}_4$

3) $\text{AlBr}_3$

4) $\text{Ba(NO}_3\text{)}_2$

Чтобы определить, какое из предложенных веществ образует наибольшее число анионов при полной диссоциации, необходимо для каждого вещества написать уравнение диссоциации и посчитать, сколько моль анионов образуется из 1 моль исходного вещества.

1) CaCl₂
Хлорид кальция является сильным электролитом и при полной диссоциации распадается на один катион кальция и два хлорид-аниона. Уравнение диссоциации: $CaCl_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^-$ Из 1 моль хлорида кальция образуется 2 моль хлорид-анионов ($Cl^-$).

2) CuSO₄
Сульфат меди(II) – растворимая соль, которая полностью диссоциирует на один катион меди(II) и один сульфат-анион. Уравнение диссоциации: $CuSO_4 \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$ Из 1 моль сульфата меди(II) образуется 1 моль сульфат-анионов ($SO_4^{2-}$).

3) AlBr₃
Бромид алюминия – растворимая соль, диссоциирующая на один катион алюминия и три бромид-аниона. Уравнение диссоциации: $AlBr_3 \rightarrow Al^{3+} + 3Br^-$ Из 1 моль бромида алюминия образуется 3 моль бромид-анионов ($Br^-$).

4) Ba(NO₃)₂
Нитрат бария – сильный электролит, который диссоциирует на один катион бария и два нитрат-аниона. Уравнение диссоциации: $Ba(NO_3)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2NO_3^-$ Из 1 моль нитрата бария образуется 2 моль нитрат-анионов ($NO_3^-$).

Сравним количество моль анионов, образующихся при диссоциации 1 моль каждого вещества:

• $CaCl_2$: 2 моль анионов
• $CuSO_4$: 1 моль анионов
• $AlBr_3$: 3 моль анионов
• $Ba(NO_3)_2$: 2 моль анионов

Наибольшее количество анионов (3 моль) образуется при диссоциации 1 моль бромида алюминия.

Ответ: 3

6. Реакция ионного обмена возможна между веществами, формулы которых

1) $H_2SO_4$ и $NaNO_3$

2) $Na_2SO_4$ и $HCl$

3) $Al_2(SO_4)_3$ и $BaCl_2$

4) $KNO_3$ и $CaSO_4$

Решение

Реакции ионного обмена в водных растворах электролитов протекают до конца (считаются возможными) только в том случае, если в результате реакции выполняется хотя бы одно из следующих условий:

• образуется нерастворимое или малорастворимое вещество (выпадает осадок);
• выделяется газообразное вещество;
• образуется слабый электролит (например, вода, слабая кислота или слабое основание).

1) H₂SO₄ и NaNO₃

При возможном обмене ионами между серной кислотой ($H_2SO_4$) и нитратом натрия ($NaNO_3$) должны были бы образоваться азотная кислота ($HNO_3$) и сульфат натрия ($Na_2SO_4$).
$H_2SO_4 + 2NaNO_3 \rightleftharpoons 2HNO_3 + Na_2SO_4$
Все вещества, участвующие в реакции (как исходные, так и продукты), являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде. Ни осадка, ни газа, ни слабого электролита не образуется. Следовательно, реакция практически не протекает.
Ответ: реакция невозможна.

2) Na₂SO₄ и HCl

При возможном обмене ионами между сульфатом натрия ($Na_2SO_4$) и соляной кислотой ($HCl$) должны были бы образоваться хлорид натрия ($NaCl$) и серная кислота ($H_2SO_4$).
$Na_2SO_4 + 2HCl \rightleftharpoons 2NaCl + H_2SO_4$
Как и в предыдущем случае, все реагенты и продукты являются сильными, хорошо растворимыми электролитами. Условия для протекания реакции ионного обмена не выполняются.
Ответ: реакция невозможна.

3) Al₂(SO₄)₃ и BaCl₂

При взаимодействии сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$) и хлорида бария ($BaCl_2$) происходит обмен ионами с образованием хлорида алюминия ($AlCl_3$) и сульфата бария ($BaSO_4$).
$Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3BaSO_4 \downarrow$
В результате реакции образуется сульфат бария ($BaSO_4$), который, согласно таблице растворимости, является нерастворимым веществом и выпадает в виде белого осадка. Наличие осадка является движущей силой реакции, поэтому она протекает до конца. Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$.
Ответ: реакция возможна.

4) KNO₃ и CaSO₄

При возможном обмене ионами между нитратом калия ($KNO_3$) и сульфатом кальция ($CaSO_4$) должны были бы образоваться сульфат калия ($K_2SO_4$) и нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$).
$2KNO_3 + CaSO_4 \rightleftharpoons K_2SO_4 + Ca(NO_3)_2$
Исходный реагент $CaSO_4$ является малорастворимым веществом, а все остальные соли в уравнении — хорошо растворимы. В продуктах нет ни осадка (наоборот, образуются более растворимые вещества), ни газа, ни слабого электролита. Реакция в данном направлении не пойдет.
Ответ: реакция невозможна.

7. Сокращённое ионное уравнение $Ca^{2+} + CO_3^{2-} = CaCO_3 \downarrow$ соответствует взаимодействию

1) соляной кислоты и карбоната кальция

2) хлорида кальция и карбоната калия

3) карбоната натрия и нитрата калия

4) нитрата кальция и углекислого газа

Решение

Представленное сокращенное ионное уравнение $Ca^{2+} + CO_3^{2-} = CaCO_3 \downarrow$ описывает реакцию между ионами кальция ($Ca^{2+}$) и карбонат-ионами ($CO_3^{2-}$), в результате которой образуется нерастворимый осадок карбоната кальция ($CaCO_3$). Чтобы такая реакция произошла, исходные вещества должны быть растворимыми в воде и диссоциировать на ионы, поставляя в раствор ионы $Ca^{2+}$ и $CO_3^{2-}$. Проанализируем предложенные варианты.

1) соляной кислоты и карбоната кальция
Взаимодействие соляной кислоты ($HCl$) и карбоната кальция ($CaCO_3$) является реакцией между сильной кислотой и нерастворимой солью. Молекулярное уравнение: $2HCl + CaCO_3 \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$. Карбонат кальция - твердое вещество, поэтому в ионном уравнении он записывается в молекулярной форме. Сокращенное ионное уравнение выглядит так: $2H^+ + CaCO_3(тв) \rightarrow Ca^{2+} + H_2O + CO_2\uparrow$. Это уравнение не соответствует заданному.

2) хлорида кальция и карбоната калия
Хлорид кальция ($CaCl_2$) и карбонат калия ($K_2CO_3$) — это растворимые в воде соли. В водном растворе они диссоциируют на ионы: $CaCl_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^-$ $K_2CO_3 \rightarrow 2K^+ + CO_3^{2-}$ При смешивании их растворов происходит реакция ионного обмена: Молекулярное уравнение: $CaCl_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2KCl$. Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2Cl^- + 2K^+ + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2K^+ + 2Cl^-$. После сокращения одинаковых ионов (ионов-наблюдателей $K^+$ и $Cl^-$) с обеих сторон, получаем сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow$. Это уравнение полностью соответствует заданному.

3) карбоната натрия и нитрата калия
Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и нитрат калия ($KNO_3$) являются растворимыми солями. При смешивании их растворов возможные продукты — нитрат натрия ($NaNO_3$) и карбонат калия ($K_2CO_3$) — также являются растворимыми солями. Поскольку в результате реакции не образуется осадок, газ или слабый электролит, реакция ионного обмена не протекает.

4) нитрата кальция и углекислого газа
Нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$) — растворимая соль. Углекислый газ ($CO_2$) при растворении в воде образует слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая диссоциирует очень слабо и не создает достаточной концентрации карбонат-ионов ($CO_3^{2-}$) для образования осадка в нейтральной или кислой среде. Реакция не идет или идет в незначительной степени. Следовательно, это взаимодействие не описывается данным ионным уравнением.

Таким образом, заданному сокращенному ионному уравнению соответствует взаимодействие хлорида кальция и карбоната калия.

Ответ: 2