Страница 30 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. В приборе для испытания электропроводности растворов лампочка загорится при помещении электродов

1) в раствор серной кислоты

2) в воду

3) в раствор спирта

4) в раствор сахара

Для того чтобы лампочка в приборе для испытания электропроводности загорелась, необходимо, чтобы раствор, в который погружены электроды, проводил электрический ток. Электрический ток в растворах — это упорядоченное движение ионов. Следовательно, лампочка загорится только в том случае, если в растворе присутствуют свободные ионы. Вещества, которые при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы, называются электролитами. Вещества, которые не диссоциируют на ионы, называются неэлектролитами, и их растворы не проводят ток.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) в раствор серной кислоты

Серная кислота ($H_2SO_4$) является сильной кислотой и сильным электролитом. При растворении в воде она практически полностью диссоциирует на ионы: катионы водорода ($H^+$) и сульфат-анионы ($SO_4^{2-}$). Уравнение диссоциации выглядит следующим образом: $H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$. Высокая концентрация подвижных ионов в растворе обеспечивает его хорошую электропроводность, поэтому лампочка загорится.

2) в воду

Чистая (дистиллированная) вода ($H_2O$) является очень слабым электролитом. Она диссоциирует на ионы в крайне незначительной степени: $H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-$. Концентрация ионов настолько мала, что электропроводность чистой воды практически равна нулю. Лампочка в таком приборе не загорится.

3) в раствор спирта

Спирт (например, этанол $C_2H_5OH$) — это неэлектролит. При растворении в воде он не распадается на ионы, а распределяется в виде нейтральных молекул. Такой раствор не содержит свободных носителей заряда и не проводит электрический ток. Лампочка не загорится.

4) в раствор сахара

Сахар (сахароза $C_{12}H_{22}O_{11}$) также является неэлектролитом. Подобно спирту, при растворении в воде он существует в виде нейтральных молекул, не диссоциируя на ионы. Раствор сахара не проводит электрический ток, и лампочка не загорится.

Таким образом, единственным раствором из предложенных, который обладает достаточной электропроводностью для того, чтобы лампочка загорелась, является раствор серной кислоты.

Ответ: 1

2. Верны ли следующие суждения об электролитах?

А. Анионы кислотных остатков образуются при диссоциации таких электролитов, как кислоты и соли.

Б. Электролитами являются вещества с ионной или ковалентной полярной связью.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба суждения верны

4) оба суждения неверны

Для того чтобы определить верность суждений, проанализируем каждое из них.

А. Анионы кислотных остатков образуются при диссоциации таких электролитов, как кислоты и соли.

Данное суждение является верным. Рассмотрим определения и примеры.

Кислоты – это электролиты, которые при диссоциации в водном растворе образуют в качестве катионов только ионы водорода ($H^+$), а в качестве анионов – анионы кислотного остатка.
Например, диссоциация азотной кислоты: $HNO_3 \leftrightarrow H^+ + NO_3^{-}$.
Здесь $NO_3^{-}$ является анионом кислотного остатка.

Соли – это электролиты, которые при диссоциации в водном растворе образуют катионы металла (или катион аммония $NH_4^+$) и анионы кислотного остатка.
Например, диссоциация сульфата меди(II): $CuSO_4 \leftrightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$.
Здесь $SO_4^{2-}$ является анионом кислотного остатка.

Таким образом, суждение А полностью соответствует определениям кислот и солей в рамках теории электролитической диссоциации.

Б. Электролитами являются вещества с ионной или ковалентной полярной связью.

Данное суждение является неверным, так как оно представляет собой некорректное обобщение.

Действительно, чтобы вещество было электролитом, в его молекулах должна быть ионная или ковалентная полярная связь. Вещества с ионной связью (например, $NaCl$, $KOH$) являются электролитами, так как они уже состоят из ионов. Многие вещества с ковалентной полярной связью (например, $HCl$, $H_2SO_4$) также являются электролитами, так как их связь разрывается в полярном растворителе с образованием ионов.

Однако не все вещества с ковалентной полярной связью способны к диссоциации. Существует множество органических и неорганических веществ, имеющих полярные связи, но не являющихся электролитами. Например, сахар (сахароза $C_{12}H_{22}O_{11}$), этиловый спирт ($C_2H_5OH$), ацетон ($CH_3COCH_3$). Эти вещества растворяются в воде, но не распадаются на ионы, поэтому их растворы не проводят электрический ток.

Следовательно, наличие ионной или ковалентной полярной связи — это необходимое, но не достаточное условие для того, чтобы вещество было электролитом. Поэтому суждение Б в целом неверно.

Вывод:

Суждение А является верным, а суждение Б — неверным. Следовательно, из предложенных вариантов правильным будет тот, который утверждает, что верно только суждение А.

Ответ: 1

3. Силикат-ионы образуются при электролитической диссоциации вещества, формула которого

1) $CaSiO_3$

2) $Na_2SiO_3$

3) $H_2SiO_3$

4) $SiO_2$

Решение

Электролитическая диссоциация — это процесс распада вещества (электролита) на ионы при его растворении или расплавлении. Нам необходимо найти вещество, которое при диссоциации в водном растворе образует силикат-ионы ($SiO_3^{2-}$). Рассмотрим каждый из предложенных вариантов.

1) $CaSiO_3$
Силикат кальция — это соль, но она практически нерастворима в воде. Нерастворимые вещества не могут диссоциировать в растворе, поэтому силикат-ионы в значительном количестве не образуются.

2) $Na_2SiO_3$
Силикат натрия — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой ($H_2SiO_3$). Эта соль хорошо растворима в воде. Как и большинство растворимых солей, силикат натрия является сильным электролитом и диссоциирует на ионы:
$Na_2SiO_3 \rightarrow 2Na^+ + SiO_3^{2-}$
В результате этого процесса в растворе появляются силикат-ионы ($SiO_3^{2-}$).

3) $H_2SiO_3$
Кремниевая кислота — очень слабая, нерастворимая в воде кислота. Как очень слабый электролит, она практически не диссоциирует на ионы.

4) $SiO_2$
Оксид кремния(IV) — это оксид с атомной кристаллической решеткой, нерастворимый в воде. Он не является электролитом и не диссоциирует.

Следовательно, из перечисленных веществ только силикат натрия образует силикат-ионы при электролитической диссоциации.

Ответ: 2

4. Катионы алюминия образуются при электролитической диссоциации вещества, формула которого

1) $Al(OH)_3$

2) $NaAlO_2$

3) $Al_2O_3$

4) $AlCl_3$

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать способность каждого из предложенных веществ к электролитической диссоциации с образованием катионов алюминия ($Al^{3+}$). Электролитическая диссоциация — это процесс распада вещества на ионы при его растворении в полярном растворителе (чаще всего в воде).

1) Al(OH)₃

Гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) — это амфотерный гидроксид, который является практически нерастворимым в воде веществом. Из-за очень низкой растворимости он является очень слабым электролитом и практически не диссоциирует на ионы. Поэтому в водном растворе концентрация катионов $Al^{3+}$ будет ничтожно мала.

2) NaAlO₂

Алюминат натрия ($NaAlO_2$) — это соль, которая хорошо растворима в воде. При диссоциации она распадается на катион натрия ($Na^{+}$) и алюминат-анион ($AlO_2^{-}$). Уравнение диссоциации выглядит так:

$NaAlO_2 \rightarrow Na^{+} + AlO_2^{-}$

В данном случае алюминий входит в состав сложного аниона, а не образует катион.

3) Al₂O₃

Оксид алюминия ($Al_2O_3$) — это соединение с ионно-ковалентной кристаллической решеткой, которое нерастворимо в воде и не является электролитом. Следовательно, он не диссоциирует в воде.

4) AlCl₃

Хлорид алюминия ($AlCl_3$) — это соль, образованная сильной кислотой (соляной, $HCl$) и слабым основанием (гидроксидом алюминия, $Al(OH)_3$). Эта соль хорошо растворима в воде и является сильным электролитом. При растворении она полностью диссоциирует на ионы по следующей схеме:

$AlCl_3 \rightarrow Al^{3+} + 3Cl^{-}$

В результате диссоциации хлорида алюминия в растворе образуются катионы алюминия ($Al^{3+}$) и хлорид-анионы ($Cl^{-}$).

Таким образом, единственное вещество из предложенного списка, которое при диссоциации образует катионы алюминия, — это хлорид алюминия.

Ответ: 4

5. Из предложенного перечня выберите название сложного катиона.

1) сульфат-ион

2) ион аммония

3) ион калия

4) бромид-ион

Решение

Чтобы ответить на вопрос, необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов и определить, какой из них является сложным катионом.

Сложный ион (или многоатомный ион) – это ион, который состоит из двух или более атомов, связанных между собой ковалентными связями.
Катион – это ион, имеющий положительный заряд.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) сульфат-ион
Химическая формула сульфат-иона: $SO_4^{2-}$.
Он состоит из нескольких атомов (одного атома серы и четырех атомов кислорода), поэтому он является сложным ионом.
Его заряд равен $-2$, следовательно, это анион (отрицательно заряженный ион).
Таким образом, сульфат-ион — это сложный анион, а не катион.

2) ион аммония
Химическая формула иона аммония: $NH_4^{+}$.
Он состоит из нескольких атомов (одного атома азота и четырех атомов водорода), поэтому он является сложным ионом.
Его заряд равен $+1$, следовательно, это катион (положительно заряженный ион).
Таким образом, ион аммония является сложным катионом, что соответствует условию задачи.

3) ион калия
Химическая формула иона калия: $K^{+}$.
Он состоит из одного атома, поэтому является простым ионом.
Его заряд равен $+1$, следовательно, это катион.
Таким образом, ион калия — это простой катион, а не сложный.

4) бромид-ион
Химическая формула бромид-иона: $Br^{-}$.
Он состоит из одного атома, поэтому является простым ионом.
Его заряд равен $-1$, следовательно, это анион.
Таким образом, бромид-ион не является ни сложным ионом, ни катионом.

Из всех вариантов только ион аммония является одновременно и сложным, и катионом.

Ответ: 2.