Страница 8 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

Задания с развёрнутым ответом

13. Впишите формулы соответствующих веществ в схему

$\text{оксид цинка} \rightarrow \text{соль} \rightarrow \text{гидроксид}$

Укажите характер оксида и гидроксида. Назовите соль.

Впишите формулы соответствующих веществ в схему

Для реализации данной цепи превращений необходимо осуществить две последовательные химические реакции.

1. оксид цинка → соль
Оксид цинка ($ZnO$) является амфотерным оксидом, который реагирует с кислотами с образованием соли и воды. Для получения соли можно использовать, например, серную кислоту ($H_2SO_4$). Уравнение реакции:
$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$
В результате образуется соль — сульфат цинка ($ZnSO_4$).

2. соль → гидроксид
Для получения нерастворимого гидроксида цинка ($Zn(OH)_2$) из раствора его соли ($ZnSO_4$) необходимо провести реакцию обмена со щелочью, например, с гидроксидом натрия ($NaOH$).
$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$
Гидроксид цинка выпадает в осадок.

Таким образом, итоговая схема с формулами веществ выглядит так: $ZnO \rightarrow ZnSO_4 \rightarrow Zn(OH)_2$.

Ответ: $ZnO \rightarrow ZnSO_4 \rightarrow Zn(OH)_2$.

Укажите характер оксида и гидроксида. Назовите соль.

Характер оксида и гидроксида:
Оксид цинка ($ZnO$) — амфотерный оксид. Он проявляет двойственные свойства, реагируя как с кислотами, так и с основаниями (щелочами).
Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — амфотерный гидроксид. Он также способен реагировать и с кислотами, и с щелочами.

Название соли:
Соль, образованная в ходе реакции, имеет формулу $ZnSO_4$. Ее систематическое название — сульфат цинка.

Ответ: Оксид цинка ($ZnO$) — амфотерный. Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — амфотерный. Соль ($ZnSO_4$) — сульфат цинка.

14. Напишите по одному примеру формул: а) оксидов; б) солей, имеющих одинаковый качественный, но разный количественный состав. Приведите названия веществ.

а) Оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых – кислород в степени окисления -2. Примером формулы оксида может служить формула оксида железа(III):

$Fe_2O_3$ — оксид железа(III).

Ответ: $Fe_2O_3$ — оксид железа(III).

б) Качественный состав определяет, из атомов каких элементов состоит вещество, а количественный — соотношение этих атомов. Необходимо привести пример формул солей, состоящих из одинакового набора элементов, но в разном количественном соотношении. Таким свойством обладают, например, соли, образованные одним и тем же металлом, проявляющим разные степени окисления (валентности).

В качестве примера можно взять соли меди и серной кислоты. Медь может проявлять степени окисления +1 и +2:

• $Cu_2SO_4$ — сульфат меди(I). Качественный состав: медь ($Cu$), сера ($S$), кислород ($O$). Количественный состав: 2 атома меди, 1 атом серы, 4 атома кислорода.
• $CuSO_4$ — сульфат меди(II). Качественный состав: медь ($Cu$), сера ($S$), кислород ($O$). Количественный состав: 1 атом меди, 1 атом серы, 4 атома кислорода.

Другим классическим примером являются хлориды железа(II) и железа(III):

• $FeCl_2$ — хлорид железа(II).
• $FeCl_3$ — хлорид железа(III).

Обе пары солей имеют одинаковый качественный, но разный количественный состав.

Ответ: $Cu_2SO_4$ — сульфат меди(I) и $CuSO_4$ — сульфат меди(II).

1. Простым и сложным веществом соответственно являются

1) кварц и азот

2) кремний и метан

3) вода и сульфат бария

4) хлороводород и оксид меди(II)

Решение

Для решения этой задачи необходимо определить, какие из предложенных веществ являются простыми, а какие — сложными.

Простые вещества состоят из атомов только одного химического элемента. Например, кислород ($O_2$), железо ($Fe$), алмаз ($C$).

Сложные вещества (химические соединения) состоят из атомов двух или более различных химических элементов. Например, вода ($H_2O$), поваренная соль ($NaCl$), серная кислота ($H_2SO_4$).

В задании требуется найти пару, в которой первое вещество является простым, а второе — сложным. Проанализируем каждый вариант ответа.

1) кварц и азот
Кварц — это одна из кристаллических модификаций оксида кремния(IV), химическая формула которого $SiO_2$. Поскольку вещество состоит из атомов двух разных элементов (кремния и кислорода), оно является сложным.
Азот — это химический элемент. В виде простого вещества представляет собой двухатомные молекулы с формулой $N_2$. Так как вещество состоит из атомов одного элемента (азота), оно является простым.
В данной паре первое вещество сложное, а второе — простое, что не соответствует условию задачи.

2) кремний и метан
Кремний — это химический элемент. Простое вещество кремний имеет формулу $Si$ и состоит из атомов только одного элемента, следовательно, является простым веществом.
Метан — это органическое соединение с химической формулой $CH_4$. Его молекулы состоят из атомов двух разных элементов (углерода и водорода), поэтому метан является сложным веществом.
В этой паре первое вещество простое, а второе — сложное. Это полностью соответствует условию задачи.

3) вода и сульфат бария
Вода — это оксид водорода, химическая формула $H_2O$. Вещество состоит из атомов двух разных элементов (водорода и кислорода), следовательно, является сложным.
Сульфат бария — это соль с химической формулой $BaSO_4$. Вещество состоит из атомов трех разных элементов (бария, серы и кислорода), следовательно, является сложным.
Оба вещества в паре являются сложными, что не соответствует условию задачи.

4) хлороводород и оксид меди(II)
Хлороводород — это соединение с химической формулой $HCl$. Вещество состоит из атомов двух разных элементов (водорода и хлора), следовательно, является сложным.
Оксид меди(II) — это соединение с химической формулой $CuO$. Вещество состоит из атомов двух разных элементов (меди и кислорода), следовательно, является сложным.
Оба вещества в паре являются сложными, что не соответствует условию задачи.

Таким образом, единственная пара веществ, удовлетворяющая условию "простое и сложное вещество соответственно", — это кремний и метан.

Ответ: 2

2. Неметаллы VA-группы образуют летучие водородные соединения, общая формула которых

1) $ЭН_4$ 2) $ЭН_3$ 3) $ЭН_2$ 4) $ЭН$

Решение

Элементы VA-группы (или 15-й группы) периодической системы химических элементов имеют 5 валентных электронов на внешнем электронном слое. К неметаллам этой группы относятся азот (N) и фосфор (P).

В летучих водородных соединениях неметаллы главных подгрупп, как правило, проявляют валентность, равную разности $8 - N$, где $N$ — номер группы. Для элементов VA-группы валентность в соединениях с водородом будет равна $8 - 5 = 3$.

Это означает, что один атом элемента (обозначенный как Э) образует три ковалентные связи с тремя атомами водорода (H). Таким образом, общая формула для летучих водородных соединений неметаллов VA-группы — $ЭН_3$.

Примерами таких соединений являются аммиак ($NH_3$) и фосфин ($PH_3$).

Проанализируем предложенные варианты:

1) $ЭН_4$ — общая формула для летучих водородных соединений элементов IVA-группы (например, метан $CH_4$).

2) $ЭН_3$ — общая формула для летучих водородных соединений элементов VA-группы (например, аммиак $NH_3$).

3) $ЭН_2$ — общая формула для летучих водородных соединений элементов VIA-группы (например, вода $H_2O$, где формулу можно записать как $ОН_2$).

4) $ЭН$ — общая формула для летучих водородных соединений элементов VIIA-группы (например, хлороводород $HCl$, где формулу можно записать как $ClH$).

Следовательно, верным является вариант под номером 2.

Ответ: 2) $ЭН_3$.

3. Укажите формулу основного оксида.

1) $N_2O_3$

2) $SO_2$

3) $Li_2O$

4) $Al_2O_3$

Решение

Для определения основного оксида необходимо проанализировать химическую природу элементов, образующих представленные оксиды. Оксиды классифицируют следующим образом:

• Основные оксиды — это оксиды, которым соответствуют основания. Как правило, их образуют металлы с низкой степенью окисления (+1, +2), в основном щелочные и щелочноземельные металлы (элементы I и II групп главных подгрупп).
• Кислотные оксиды — это оксиды, которым соответствуют кислоты. Их образуют неметаллы, а также металлы в высоких степенях окисления (например, +5, +6, +7).
• Амфотерные оксиды — это оксиды, которые проявляют как основные, так и кислотные свойства, то есть реагируют и с кислотами, и со щелочами. Их образуют некоторые металлы, например, Al, Zn, Be, Sn, Pb.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) $N_2O_3$ – оксид азота(III). Азот (N) является неметаллом. Этот оксид является кислотным, так как при взаимодействии с водой он образует азотистую кислоту ($HNO_2$).

2) $SO_2$ – оксид серы(IV). Сера (S) является неметаллом. Этот оксид является кислотным, так как ему соответствует сернистая кислота ($H_2SO_3$).

3) $Li_2O$ – оксид лития. Литий (Li) – щелочной металл (I группа). Оксиды щелочных металлов являются типичными основными оксидами. Ему соответствует сильное основание – гидроксид лития ($LiOH$). Оксид лития реагирует с кислотами, образуя соль и воду: $Li_2O + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2O$.

4) $Al_2O_3$ – оксид алюминия. Алюминий (Al) – металл, оксид которого проявляет амфотерные свойства. Он реагирует как с сильными кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами):
С кислотой: $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
Со щелочью: $Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$

Таким образом, из представленных соединений только оксид лития ($Li_2O$) является основным оксидом.

Ответ: 3) $Li_2O$

4. С соляной кислотой не взаимодействует оксид, формула которого

1) $K_2O$

2) $BaO$

3) $FeO$

4) $P_2O_5$

Решение

Для решения этой задачи необходимо определить химические свойства предложенных оксидов и их способность реагировать с соляной кислотой ($HCl$). Соляная кислота является сильной кислотой и взаимодействует с основными и амфотерными оксидами. С кислотными оксидами кислоты, как правило, не реагируют.

1) K₂O
Оксид калия ($K_2O$) — это оксид щелочного металла, который является основным оксидом. Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды.
Уравнение реакции: $K_2O + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O$.
Таким образом, $K_2O$ взаимодействует с соляной кислотой.

2) BaO
Оксид бария ($BaO$) — оксид щелочноземельного металла, который также является основным оксидом. Он вступает в реакцию с соляной кислотой.
Уравнение реакции: $BaO + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + H_2O$.
Таким образом, $BaO$ взаимодействует с соляной кислотой.

3) FeO
Оксид железа(II) ($FeO$) — оксид металла в низкой степени окисления, проявляет основные свойства. Он реагирует с соляной кислотой.
Уравнение реакции: $FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$.
Таким образом, $FeO$ взаимодействует с соляной кислотой.

4) P₂O₅
Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) — оксид неметалла, является кислотным оксидом. Кислотные оксиды не реагируют с кислотами.
Реакция $P_2O_5 + HCl$ не протекает.
Следовательно, $P_2O_5$ не взаимодействует с соляной кислотой.

Ответ: 4

5. К амфотерным оксидам относят

1) оксид цинка

2) оксид углерода(II)

3) оксид бария

4) оксид серы(VI)

Амфотерными называют оксиды, которые в зависимости от условий проявляют как кислотные, так и основные свойства. То есть они способны реагировать и с кислотами, и с основаниями (щелочами) с образованием соли и воды. Типичными амфотерными оксидами являются оксиды металлов со степенью окисления +3, +4, а также оксиды цинка ($ZnO$), бериллия ($BeO$), свинца(II) ($PbO$) и олова(II) ($SnO$).

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) оксид цинка
Оксид цинка ($ZnO$) является амфотерным оксидом. Он взаимодействует как с кислотами, так и с щелочами.
Реакция с кислотой (проявление основных свойств): $ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$
Реакция со щелочью (проявление кислотных свойств): $ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$ (в растворе) или $ZnO + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2ZnO_2 + H_2O$ (при сплавлении).
Этот вариант является верным.
Ответ: 1) оксид цинка.

2) оксид углерода(II)
Оксид углерода(II) ($CO$), известный как угарный газ, относится к группе несолеобразующих (безразличных) оксидов. Он не проявляет ни кислотных, ни основных свойств и не реагирует с кислотами и щелочами с образованием солей.
Ответ: 2) оксид углерода(II) не является амфотерным.

3) оксид бария
Оксид бария ($BaO$) — оксид щелочноземельного металла. Он проявляет ярко выраженные основные свойства, реагируя с кислотами и кислотными оксидами. С основаниями он не реагирует.
$BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + H_2O$
Ответ: 3) оксид бария является основным оксидом.

4) оксид серы(VI)
Оксид серы(VI) ($SO_3$) — оксид неметалла, которому соответствует сильная серная кислота ($H_2SO_4$). Он является типичным кислотным оксидом, реагирует с водой, основаниями и основными оксидами.
$SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$
Ответ: 4) оксид серы(VI) является кислотным оксидом.

Таким образом, из перечисленных соединений к амфотерным оксидам относится только оксид цинка.
Ответ: 1

6. К основаниям относят

1) гидроксид хрома(VI)

2) гидроксид хрома(III)

3) гидроксид хрома(II)

4) гидроксид марганца(VI)

Решение

Чтобы определить, какое из предложенных соединений относится к основаниям, необходимо рассмотреть зависимость кислотно-основных свойств гидроксидов металлов от степени окисления металла. Общая закономерность такова: с ростом степени окисления основные свойства ослабевают, а кислотные усиливаются.

Гидроксиды металлов в низких степенях окисления (+1, +2) проявляют основные свойства.

Гидроксиды металлов в промежуточных степенях окисления (+3, +4) являются амфотерными, то есть проявляют и основные, и кислотные свойства.

Гидроксиды металлов в высоких степенях окисления (+5, +6, +7) обладают кислотными свойствами и представляют собой кислоты.

Проанализируем каждый вариант:

1) гидроксид хрома(VI)

Степень окисления хрома +6 является высокой. Гидроксид, соответствующий этой степени окисления, по своей природе является кислотой — хромовой кислотой, формула которой $H₂CrO₄$. Это соединение проявляет выраженные кислотные свойства, следовательно, не является основанием.

2) гидроксид хрома(III)

Степень окисления хрома +3 является промежуточной. Гидроксид хрома(III), $Cr(OH)₃$, — это классический пример амфотерного гидроксида. Он реагирует как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами), проявляя в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства. Таким образом, его нельзя отнести к классу оснований в строгом смысле.

3) гидроксид хрома(II)

Степень окисления хрома +2 является низкой. Гидроксиды металлов в низких степенях окисления проявляют основные свойства. Гидроксид хрома(II), $Cr(OH)₂$, является основанием. Он реагирует с кислотами с образованием соли и воды, но не взаимодействует со щелочами.

4) гидроксид марганца(VI)

Степень окисления марганца +6 является высокой. Аналогично гидроксиду хрома(VI), это соединение является кислотой — марганцовистой кислотой $H₂MnO₄$. Она проявляет кислотные свойства и не является основанием.

Таким образом, единственным веществом из предложенного списка, которое является основанием, является гидроксид хрома(II).

Ответ: 3