Страница 163 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Изучите рисунок и придумайте подрисуночную подпись.

Дано:

Рисунок, на котором схематически изображено поведение трех различных веществ при растворении на микроскопическом уровне.

Найти:

Придумать развернутую подрисуночную подпись к рисунку.

Решение:

На рисунке изображен процесс электролитической диссоциации, то есть распада молекул растворяемого вещества на ионы под действием полярных молекул растворителя (например, воды). Степень диссоциации определяет, является ли вещество сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом.

В стакане слева показан раствор сильного электролита. В увеличенном фрагменте видно, что все частицы растворенного вещества являются ионами — положительно заряженными катионами (обозначены знаком "+") и отрицательно заряженными анионами (обозначены знаком "-"). Это означает, что диссоциация прошла полностью. Примером такого вещества является поваренная соль ($NaCl$) или соляная кислота ($HCl$).

В стакане в центре изображен раствор слабого электролита. В растворе одновременно находятся и ионы, и нераспавшиеся молекулы растворенного вещества (обозначены как соединенные шарики). Это говорит о том, что диссоциация является обратимым и неполным процессом. Примером может служить уксусная кислота ($CH_3COOH$) или гидрат аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$).

В стакане справа находится раствор неэлектролита. В этом случае растворенное вещество существует в растворе исключительно в виде молекул, диссоциация на ионы не происходит. Такие растворы не проводят электрический ток. Примерами неэлектролитов являются сахар (сахароза, $C_{12}H_{22}O_{11}$) или этиловый спирт ($C_2H_5OH$).

Таким образом, рисунок наглядно демонстрирует различие в поведении сильных, слабых электролитов и неэлектролитов в растворе.

Ответ:

Схематическое изображение растворов веществ с разной степенью электролитической диссоциации:
Слева — раствор сильного электролита (полная диссоциация на ионы).
В центре — раствор слабого электролита (частичная диссоциация; в растворе присутствуют ионы и молекулы).
Справа — раствор неэлектролита (диссоциация отсутствует; в растворе вещество находится в виде молекул).

14. Сульфат бария благодаря нерастворимости в воде и способности задерживать рентгеновские лучи применяют в рентгенодиагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта. Напишите уравнение реакции получения сульфата бария с участием электролитов в молекулярном и ионном виде.

Молекулярное уравнение:

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

Решение

Сульфат бария ($BaSO_4$) является нерастворимой солью, которую можно получить в результате реакции ионного обмена. Для этого необходимо смешать растворы двух электролитов: один должен содержать катион бария ($Ba^{2+}$), а другой — сульфат-анион ($SO_4^{2-}$).

В качестве примера такой реакции рассмотрим взаимодействие растворимой соли хлорида бария ($BaCl_2$) и растворимой соли сульфата натрия ($Na_2SO_4$).

Уравнение реакции в молекулярном виде

В молекулярном уравнении все вещества записываются в виде полных химических формул. При взаимодействии хлорида бария и сульфата натрия образуется нерастворимый осадок сульфата бария и растворимый хлорид натрия.

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Уравнение реакции в ионном виде

Для написания ионного уравнения необходимо учесть диссоциацию сильных электролитов (растворимых солей) на ионы в водном растворе. Нерастворимые вещества ($BaSO_4$) записываются в молекулярной форме.

Сначала составим полное ионное уравнение, расписав все сильные электролиты на ионы:

$Ba^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

Далее, сократив одинаковые ионы (ионы-наблюдатели $Na^{+}$ и $Cl^{-}$) в левой и правой частях, получим сокращенное ионное уравнение, которое и отражает суть происходящей реакции:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

Ответ:
Уравнение в молекулярном виде: $BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$.
Уравнение в ионном виде (сокращенное): $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$.

1. В атоме химического элемента, проявляющего степень окисления $ -3 $ в водородном соединении, следующее распределение электронов:

Решение

В условии задачи указано, что химический элемент в водородном соединении проявляет степень окисления –3. Водород в соединениях с более электроотрицательными элементами (неметаллами) имеет степень окисления +1.

Низшая (отрицательная) степень окисления для неметаллов главных подгрупп, как правило, равна разности между номером группы и числом 8. Если низшая степень окисления равна –3, это означает, что для завершения внешнего электронного слоя до стабильного восьмиэлектронного состояния (октета) атому необходимо принять 3 электрона. Следовательно, на его внешнем (валентном) электронном уровне находится $8 - 3 = 5$ электронов. Элементы с пятью валентными электронами расположены в 15-й группе (VА группе) Периодической системы.

Теперь проанализируем предложенные варианты распределения электронов по энергетическим уровням. Последнее число в каждой конфигурации — это число электронов на внешнем уровне.

1) 2e, 8e, 4e — на внешнем уровне 4 электрона. Это элемент 14-й (IVA) группы. В водородных соединениях проявляет степень окисления –4.

2) 2e, 8e, 6e — на внешнем уровне 6 электронов. Это элемент 16-й (VIA) группы. В водородных соединениях проявляет степень окисления –2.

3) 2e, 8e, 5e — на внешнем уровне 5 электронов. Это элемент 15-й (VA) группы (например, фосфор). В водородных соединениях (например, $PH_3$) проявляет степень окисления –3. Этот вариант полностью соответствует условию задачи.

4) 2e, 8e, 3e — на внешнем уровне 3 электрона. Это элемент 13-й (IIIA) группы. Для этих элементов (являющихся металлами, за исключением бора) нехарактерна отрицательная степень окисления в гидридах.

Таким образом, искомый элемент имеет электронную конфигурацию 2e, 8e, 5e.

Ответ: 3

2. Выберите формулу высшего оксида и летучего водородного соединения элементов VIIA-группы.

1) $ЭO_3$ и $ЭH_2$

2) $Э_2O_7$ и $ЭH$

3) $ЭO_2$ и $ЭH_4$

4) $Э_2O_5$ и $ЭH_3$

Решение

Для того чтобы выбрать правильные формулы, необходимо определить высшую валентность и валентность в летучих водородных соединениях для элементов VIIA-группы периодической системы.

1. Определение формулы высшего оксида.

Высшая валентность элемента главной подгруппы (А-группы) численно равна номеру группы. Элементы VIIA-группы (галогены) имеют высшую валентность, равную VII. В оксидах кислород проявляет валентность II.Обозначим элемент VIIA-группы символом Э. Чтобы составить формулу его высшего оксида, воспользуемся правилом валентностей: наименьшее общее кратное для валентностей VII и II равно 14.Количество атомов элемента Э будет равно $14 / 7 = 2$.Количество атомов кислорода будет равно $14 / 2 = 7$.Таким образом, формула высшего оксида для элементов VIIA-группы имеет вид $Э_2О_7$.

2. Определение формулы летучего водородного соединения.

Летучие водородные соединения образуют элементы-неметаллы. Валентность неметалла в летучем водородном соединении определяется по формуле: $8 - N$, где $N$ — номер группы.Для элементов VIIA-группы валентность в соединениях с водородом равна $8 - 7 = 1$. Валентность водорода всегда равна I.Следовательно, на один атом элемента Э приходится один атом водорода. Формула летучего водородного соединения имеет вид $ЭН$.

3. Выбор правильного ответа.

Мы получили, что общие формулы для высшего оксида и летучего водородного соединения элементов VIIA-группы — это $Э_2О_7$ и $ЭН$. Эта пара формул соответствует варианту ответа под номером 2.

Ответ: 2

3. Укажите вещество с атомной кристаллической решёткой.

1) кремнезём

2) водород

3) аммиак

4) белый фосфор

Решение

Атомная кристаллическая решётка — это тип кристаллической структуры, в узлах которой находятся отдельные атомы, соединённые между собой прочными ковалентными связями. Такие вещества образуют, по сути, одну гигантскую макромолекулу. Они характеризуются высокой твёрдостью, тугоплавкостью и нерастворимостью. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) кремнезём
Кремнезём, или диоксид кремния ($SiO_2$), является классическим примером вещества с атомной кристаллической решёткой. В его структуре (например, в кварце) каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода — с двумя атомами кремния. Эти прочные ковалентные связи пронизывают весь кристалл, образуя единую трёхмерную сетку.

2) водород
Водород в твёрдом состоянии представляет собой кристаллы, состоящие из молекул $H_2$. В узлах кристаллической решётки находятся именно молекулы, а не атомы. Связи между молекулами $H_2$ — это очень слабые межмолекулярные силы (силы Ван-дер-Ваальса). Такая решётка называется молекулярной.

3) аммиак
Аммиак ($NH_3$) в твёрдом состоянии также образует молекулярную кристаллическую решётку. В узлах решётки находятся молекулы $NH_3$, которые удерживаются вместе за счёт водородных связей. Это тип межмолекулярного взаимодействия, который значительно слабее ковалентных связей внутри молекулы.

4) белый фосфор
Белый фосфор является аллотропной модификацией фосфора и состоит из молекул состава $P_4$. В твёрдом состоянии он образует молекулярную кристаллическую решётку, где в узлах находятся молекулы $P_4$, связанные слабыми межмолекулярными силами.

Следовательно, единственным веществом из списка, обладающим атомной кристаллической решёткой, является кремнезём.

Ответ: 1.