Страница 76 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Бром, как и хлор,

1) при нормальных условиях представляет собой жидкость

2) ядовит

3) при нормальных условиях представляет собой газ

4) имеет жёлто-зелёный цвет

Решение

Для того чтобы выбрать верный ответ, необходимо сравнить физические и химические свойства простых веществ — брома ($Br_2$) и хлора ($Cl_2$). В вопросе требуется найти общее для них свойство.

1) при нормальных условиях представляет собой жидкость

Данное утверждение неверно. При нормальных условиях (н. у. — температура 0 °C, давление 101,325 кПа) хлор ($Cl_2$) является газом, а бром ($Br_2$) — жидкостью. Так как их агрегатные состояния при н. у. различны, это свойство не является общим.

2) ядовит

Данное утверждение верно. И хлор, и бром относятся к группе галогенов и являются сильными окислителями. Оба вещества токсичны для человека и животных. Пары брома и газообразный хлор вызывают сильное раздражение слизистых оболочек, удушье и могут привести к серьезным отравлениям. Таким образом, ядовитость — это общее свойство для брома и хлора.

3) при нормальных условиях представляет собой газ

Данное утверждение неверно. При нормальных условиях газом является только хлор ($Cl_2$), в то время как бром ($Br_2$) — это жидкость. Следовательно, это не общее свойство.

4) имеет жёлто-зелёный цвет

Данное утверждение неверно. Жёлто-зелёный цвет характерен для газообразного хлора ($Cl_2$). Бром ($Br_2$) — это тяжелая жидкость красно-бурого цвета, а его пары имеют бурый цвет. Их цвета различны.

Из всех предложенных вариантов только ядовитость является свойством, присущим как брому, так и хлору.

Ответ: 2

6. Наибольшей будет скорость реакции

1) $Cl_2 + H_2 \rightarrow$

2) $F_2 + H_2 \rightarrow$

3) $I_2 + H_2 \rightarrow$

4) $Br_2 + H_2 \rightarrow$

Решение

Скорость химической реакции зависит от множества факторов, одним из которых является природа реагирующих веществ. В данном задании необходимо сравнить скорость реакций водорода ($H_2$) с различными галогенами: хлором ($Cl_2$), фтором ($F_2$), йодом ($I_2$) и бромом ($Br_2$).

Все перечисленные галогены находятся в 17-й группе периодической системы химических элементов. Их химическая активность как окислителей закономерно уменьшается при движении сверху вниз по группе. Это связано с увеличением радиуса атомов и уменьшением их электроотрицательности. Таким образом, ряд активности галогенов выглядит следующим образом: $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$

Чем выше химическая активность реагента, тем ниже, как правило, энергия активации реакции с его участием и, следовательно, тем выше скорость реакции при прочих равных условиях.

Сравним условия, при которых протекают данные реакции:

• Реакция водорода с фтором ($F_2 + H_2 \rightarrow 2HF$) протекает самопроизвольно со взрывом даже в темноте и при очень низких температурах. Это свидетельствует о чрезвычайно высокой скорости реакции.
• Реакция водорода с хлором ($Cl_2 + H_2 \rightarrow 2HCl$) также может протекать со взрывом, но для ее инициации требуется либо освещение (кванты света запускают цепной механизм), либо нагревание.
• Реакция водорода с бромом ($Br_2 + H_2 \rightarrow 2HBr$) протекает заметно медленнее, чем с хлором, и только при нагревании.
• Реакция водорода с йодом ($I_2 + H_2 \rightarrow 2HI$) является самой медленной из всех. Она протекает обратимо и только при сильном и длительном нагревании.

Исходя из этого сравнения, можно сделать вывод, что наибольшей скоростью будет обладать реакция водорода с самым химически активным галогеном — фтором.

Ответ: 2

7. Укажите признак протекания реакции между бромом и раствором иодида натрия.

1) растворение осадка

2) выпадение осадка

3) появление коричневой окраски

4) выделение газа

Для того чтобы определить признак протекания реакции между бромом и раствором иодида натрия, необходимо записать и проанализировать уравнение этой химической реакции. Галогены, расположенные выше в периодической системе, являются более сильными окислителями и способны вытеснять галогены, расположенные ниже, из их солей. Бром ($Br$) стоит в таблице Менделеева выше иода ($I$), поэтому он вытеснит иод из раствора иодида натрия. Это реакция замещения.

Уравнение химической реакции:

$Br_2 + 2NaI \rightarrow 2NaBr + I_2$

Проанализируем цвет реагентов и продуктов:

• Раствор иодида натрия ($NaI$) — бесцветный прозрачный раствор.
• Бром ($Br_2$) (в виде бромной воды) — жидкость желто-бурого цвета.
• Бромид натрия ($NaBr$) — соль, которая образует бесцветный раствор.
• Иод ($I_2$) — простое вещество. В воде иод растворяется плохо, придавая ей слабый желтоватый цвет. Однако в присутствии иодид-ионов ($I^-$), которые есть в исходном растворе, образовавшийся иод реагирует с ними, образуя комплексный трииодид-ион ($I_3^-$). Растворы, содержащие трииодид-ионы, имеют характерную интенсивную коричневую или бурую окраску.

Таким образом, при смешивании реагентов мы будем наблюдать изменение цвета раствора на коричневый из-за образования молекулярного иода.

Рассмотрим предложенные варианты:

1. растворение осадка - неверно, так как в исходных веществах нет осадка.
2. выпадение осадка - неверно. Все продукты реакции хорошо растворимы в воде (иод образует растворимый комплекс $I_3^-$).
3. появление коричневой окраски - верно, это происходит из-за образования иода ($I_2$) и трииодид-ионов ($I_3^-$).
4. выделение газа - неверно, в ходе реакции газообразные вещества не образуются.

Ответ: 3) появление коричневой окраски.

8. Укажите самую слабую галогеноводородную кислоту.

1) плавиковая

2) соляная

3) бромоводородная

4) иодоводородная

Решение

Галогеноводородные кислоты – это водные растворы соединений водорода с галогенами (фтором, хлором, бромом, иодом). К ним относятся плавиковая ($HF$), соляная ($HCl$), бромоводородная ($HBr$) и иодоводородная ($HI$) кислоты.

Сила кислоты определяется ее способностью к диссоциации в водном растворе, то есть к отщеплению протона ($H^+$). Этот процесс зависит от прочности связи между водородом и атомом галогена ($H-X$). Чем слабее эта связь, тем легче она разрывается, и тем сильнее кислота.

В ряду галогенов $F \rightarrow Cl \rightarrow Br \rightarrow I$ радиус атома увеличивается. Это приводит к увеличению длины связи в молекулах галогеноводородов и, как следствие, к уменьшению ее прочности.

Таким образом, прочность связи уменьшается в ряду: $H-F > H-Cl > H-Br > H-I$.

Соответственно, сила кислот в этом ряду возрастает: $HF < HCl < HBr < HI$.

Из всех перечисленных кислот только плавиковая ($HF$) является слабой кислотой. Ее связь $H-F$ самая прочная из-за высокой электроотрицательности фтора и малого размера его атома. Остальные кислоты ($HCl$, $HBr$, $HI$) относятся к сильным, так как они практически полностью диссоциируют в воде.

Следовательно, самая слабая галогеноводородная кислота – это плавиковая.

Ответ: 1) плавиковая.

9. Соляная кислота взаимодействует с веществами, формулы которых

1) Fe, CuO, $Na_2CO_3$

2) Cu, CaO, KOH

3) $CO_2$, CaO, NaOH

4) $Cl_2$, $Ca(OH)_2$, $HNO_3$

Решение

Соляная кислота ($HCl$) — это сильная кислота, которая вступает в реакции, характерные для этого класса соединений. Проанализируем каждый из предложенных рядов веществ, чтобы определить, в каком из них все вещества реагируют с $HCl$.

1) Fe, CuO, Na₂CO₃

Все вещества из этого ряда взаимодействуют с соляной кислотой. Железо ($Fe$) — это металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода, поэтому он реагирует с $HCl$ с выделением водорода: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$.Оксид меди(II) ($CuO$) — это основный оксид, который реагирует с кислотами с образованием соли и воды: $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$.Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) — это соль слабой угольной кислоты, которую соляная кислота, как более сильная, вытесняет. Реакция сопровождается выделением углекислого газа: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$.Так как все вещества реагируют, этот вариант является правильным.

2) Cu, CaO, KOH

В этом ряду не все вещества реагируют с соляной кислотой.Медь ($Cu$) — металл, стоящий в ряду напряжений после водорода, и поэтому не вступает в реакцию с соляной кислотой (не вытесняет из нее водород).Оксид кальция ($CaO$) и гидроксид калия ($KOH$) реагируют с $HCl$, так как являются основным оксидом и основанием (щёлочью) соответственно.Из-за отсутствия реакции с медью этот вариант не подходит.

3) CO₂, CaO, NaOH

В этом ряду не все вещества реагируют с соляной кислотой.Оксид углерода(IV) ($CO_2$) является кислотным оксидом и с кислотами, как правило, не взаимодействует.Оксид кальция ($CaO$) и гидроксид натрия ($NaOH$) реагируют с $HCl$.Из-за отсутствия реакции с $CO_2$ этот вариант не подходит.

4) Cl₂, Ca(OH)₂, HNO₃

В этом ряду не все вещества реагируют с соляной кислотой.Хлор ($Cl_2$) — простое вещество-неметалл, с соляной кислотой в обычных условиях не реагирует.Азотная кислота ($HNO_3$) — также является кислотой и не будет реагировать с соляной кислотой (реакция между двумя кислотами не идёт).Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) реагирует с $HCl$ как основание.Поскольку два из трёх веществ не реагируют, этот вариант не подходит.

Таким образом, единственная группа веществ, где все компоненты вступают в реакцию с соляной кислотой, представлена в первом варианте.

Ответ: 1

10. Сокращённое ионное уравнение $Ag^+ + Cl^- = AgCl\downarrow$ соответствует взаимодействию

1) серебра и хлора

2) оксида серебра и оксида хлора(VII)

3) серебра и соляной кислоты

4) нитрата серебра и соляной кислоты

Решение

Сокращённое ионное уравнение $Ag^+ + Cl^- = AgCl↓$ описывает процесс взаимодействия ионов серебра $Ag^+$ и хлорид-ионов $Cl^-$ в растворе, в результате которого образуется нерастворимое вещество (осадок) — хлорид серебра $AgCl$. Чтобы найти соответствующую реакцию, необходимо рассмотреть, в каком из предложенных вариантов в качестве реагентов выступают вещества, способные диссоциировать в воде с образованием ионов $Ag^+$ и $Cl^-$.

1) серебра и хлора

Взаимодействие простых веществ серебра и хлора: $2Ag(тв) + Cl_2(г) \rightarrow 2AgCl(тв)$. В этой реакции реагенты — твёрдое вещество и газ, а не ионы в растворе. Следовательно, это неверный вариант.

2) оксида серебра и оксида хлора(VII)

Оксид серебра $Ag_2O$ (основный оксид) и оксид хлора(VII) $Cl_2O_7$ (кислотный оксид) реагируют с образованием соли перхлората серебра: $Ag_2O + Cl_2O_7 \rightarrow 2AgClO_4$. Продукт реакции — растворимая соль, а не осадок $AgCl$. Следовательно, это неверный вариант.

3) серебра и соляной кислоты

Серебро ($Ag$) — металл, стоящий в ряду активности после водорода, поэтому оно не реагирует с соляной кислотой ($HCl$). Реакция не протекает. Кроме того, серебро здесь является простым веществом ($Ag$), а не ионом ($Ag^+$). Следовательно, это неверный вариант.

4) нитрата серебра и соляной кислоты

Нитрат серебра ($AgNO_3$) — это хорошо растворимая в воде соль, которая диссоциирует на ионы $Ag^+$ и $NO_3^-$. Соляная кислота ($HCl$) — это сильная кислота, которая в водном растворе полностью диссоциирует на ионы $H^+$ и $Cl^-$. При их взаимодействии происходит реакция ионного обмена.

Молекулярное уравнение: $AgNO_3(р-р) + HCl(р-р) \rightarrow AgCl(тв) \downarrow + HNO_3(р-р)$

Полное ионное уравнение: $Ag^+(р-р) + NO_3^-(р-р) + H^+(р-р) + Cl^-(р-р) \rightarrow AgCl(тв) \downarrow + H^+(р-р) + NO_3^-(р-р)$

После сокращения ионов-наблюдателей ($H^+$ и $NO_3^-$) получаем сокращённое ионное уравнение: $Ag^+(р-р) + Cl^-(р-р) \rightarrow AgCl(тв) \downarrow$

Это уравнение полностью соответствует заданному в условии.

Ответ: 4

11. Йод реагирует с веществами, формулы которых

1) $Al$

2) $CaF_2$

3) $NaCl$

4) $MgBr_2$

5) $H_2$

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать химические свойства йода ($I_2$) и его способность вступать в реакцию с каждым из предложенных веществ. Йод является галогеном, однако он наименее активный в ряду F > Cl > Br > I.

Алюминий — это активный металл. Йод, как и другие галогены, реагирует с большинством металлов с образованием солей (йодидов). Реакция алюминия с йодом протекает достаточно энергично, особенно в присутствии катализатора (например, воды), и приводит к образованию йодида алюминия.
Уравнение реакции: $2Al + 3I_2 \rightarrow 2AlI_3$.
Ответ: Йод реагирует с алюминием.

Фторид кальция — это соль-галогенид. В ряду активности галогенов каждый более активный галоген может вытеснить менее активный из раствора его соли. Йод ($I_2$) менее активен, чем фтор ($F_2$), поэтому он не способен вытеснить фтор из его соединения.
Реакция $I_2 + CaF_2$ не идет.
Ответ: Йод не реагирует с фторидом кальция.

Хлорид натрия — это соль-галогенид. Хлор ($Cl_2$) более активен, чем йод ($I_2$), следовательно, йод не может вытеснить хлор из его соли.
Реакция $I_2 + 2NaCl$ не идет.
Ответ: Йод не реагирует с хлоридом натрия.

Бромид магния — это соль-галогенид. Бром ($Br_2$) является более активным галогеном, чем йод ($I_2$), поэтому реакция замещения невозможна.
Реакция $I_2 + MgBr_2$ не идет.
Ответ: Йод не реагирует с бромидом магния.

Йод реагирует с водородом при сильном нагревании (около 300-500°C) с образованием йодоводорода. Реакция является обратимой и не идет до конца, устанавливается равновесие.
Уравнение реакции: $H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2HI$.
Ответ: Йод реагирует с водородом.

Таким образом, из предложенных веществ йод реагирует с алюминием и водородом.

Ответ: 1, 5