Страница 96 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

7. Отличить нитрат аммония от нитрата калия можно с помощью реактива

1) $BaCl_2$

2) $H_2O$

3) $AgNO_3$

4) $NaOH$

Для того чтобы отличить нитрат аммония ($NH_4NO_3$) от нитрата калия ($KNO_3$), необходимо найти реагент, который по-разному взаимодействует с катионами этих солей — катионом аммония ($NH_4^+$) и катионом калия ($K^+$), поскольку анион ($NO_3^-$) у них одинаковый. Рассмотрим каждый из предложенных вариантов.

1) BaCl₂

При добавлении хлорида бария ($BaCl_2$) к растворам нитрата аммония и нитрата калия реакции ионного обмена не приведут к видимым изменениям. Все вещества, которые могли бы образоваться в результате обмена, являются растворимыми в воде.
$2NH_4NO_3 + BaCl_2 \rightarrow 2NH_4Cl + Ba(NO_3)_2$
$2KNO_3 + BaCl_2 \rightarrow 2KCl + Ba(NO_3)_2$
Поскольку ни осадка, ни газа не образуется ни в одной из пробирок, различить вещества с помощью хлорида бария невозможно.
Ответ: данный реактив не подходит.

2) H₂O

И нитрат аммония, и нитрат калия являются белыми кристаллическими веществами, хорошо растворимыми в воде ($H_2O$). При их растворении образуются бесцветные растворы. Хотя растворение нитрата аммония сопровождается сильным поглощением тепла (раствор заметно охлаждается), что отличает его от растворения нитрата калия, это физическое явление, а не качественная химическая реакция с явным визуальным эффектом (осадок, газ, изменение цвета), которая обычно используется для распознавания.
Ответ: вода не является подходящим химическим реактивом для распознавания.

3) AgNO₃

Нитрат серебра ($AgNO_3$) не вступает в реакцию ни с нитратом аммония, ни с нитратом калия. Реакции ионного обмена не происходят, так как все возможные продукты ($AgNO_3$, $NH_4NO_3$, $KNO_3$) растворимы. Видимых изменений не произойдет.
$NH_4NO_3 + AgNO_3 \rightarrow$ реакция не идет
$KNO_3 + AgNO_3 \rightarrow$ реакция не идет
Ответ: данный реактив не подходит.

4) NaOH

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это щелочь, которая является качественным реагентом на ион аммония ($NH_4^+$). При добавлении раствора щелочи к раствору соли аммония (особенно при нагревании) выделяется аммиак ($NH_3$) — бесцветный газ с характерным резким запахом.
Уравнение реакции с нитратом аммония:
$NH_4NO_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaNO_3 + NH_3 \uparrow + H_2O$
В ионном виде: $NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3 \uparrow + H_2O$
В то же время нитрат калия ($KNO_3$), будучи солью сильного основания ($KOH$) и сильной кислоты ($HNO_3$), с гидроксидом натрия не реагирует.
$KNO_3 + NaOH \rightarrow$ реакция не идет
Таким образом, по выделению газа с резким запахом в одной из пробирок можно однозначно определить нитрат аммония.
Ответ: гидроксид натрия ($NaOH$) подходит для распознавания данных солей, следовательно, это правильный вариант.

8. Прибор, с помощью которого можно собрать аммиак, изображён

на рисунке

$2NO + O_2 = 2NO_2$

$NH_3 + H_2O$

$NH_3 + HNO_3 = NH_4NO_3$

10. Форму

1) $N_2O$, $HNO_3$

2) $N_2O$, $HNO_2$

3) $NO$, $HNO_2$

1)

3)

2)

4)

Тестовые элемен

в на установление соответствия

11. С концентрированной

отсутствуют вещества

1) $Hg$

2) $P_2O_5$

3) $Cu$

4) $MnO_2$

12. Установить соответствие

стороны отделения газа

СХЕМА РЕАКЦИИ

А) $N_2$

$Mg_3N_2$

$NO + H_2O$

Для того чтобы выбрать правильную установку для получения и сбора аммиака ($NH_3$), необходимо проанализировать его свойства и способ его получения в лаборатории.

1. Способ получения. В лабораторных условиях аммиак чаще всего получают при нагревании смеси твёрдых веществ: соли аммония (например, хлорида аммония $NH_4Cl$) и щёлочи (например, гидроксида кальция $Ca(OH)_2$). Эта реакция сопровождается выделением воды:
   $2NH_4Cl(s) + Ca(OH)_2(s) \xrightarrow{\Delta} CaCl_2(s) + 2H_2O(g) + 2NH_3(g)$
   При нагревании веществ, в результате реакции которых образуется вода, пробирку-реактор следует закреплять с наклоном вниз. Это необходимо для того, чтобы образующийся водяной пар конденсировался и стекал по стенкам пробирки, не попадая на горячее дно, что могло бы привести к растрескиванию стекла.
2. Плотность. Молярная масса аммиака $M(NH_3) = 17$ г/моль. Средняя молярная масса воздуха составляет примерно 29 г/моль. Так как $17 < 29$, аммиак значительно легче воздуха. Газы, которые легче воздуха, собирают методом вытеснения воздуха, располагая сосуд-приёмник (пробирку или колбу) вверх дном.
3. Растворимость в воде. Аммиак очень хорошо растворяется в воде (в 1 объёме воды при 20°C растворяется около 700 объёмов аммиака). Поэтому его нельзя собирать методом вытеснения воды.

Теперь проанализируем каждую из предложенных на рисунках установок:

• Рисунок 1: Пробирка с реагентами наклонена отверстием вверх, что является ошибкой при выделении воды в ходе реакции. Сбор газа происходит в стакан, расположенный отверстием вверх, что предназначено для газов тяжелее воздуха. Оба элемента установки не подходят для сбора аммиака.
• Рисунок 2: Пробирка с реагентами правильно наклонена отверстием вниз. Сбор газа осуществляется в перевёрнутую пробирку методом вытеснения воздуха. Этот способ (собирание в перевёрнутый сосуд) предназначен для газов, которые легче воздуха. Данная установка полностью соответствует требованиям для получения и сбора аммиака.
• Рисунок 3: Пробирка с реагентами наклонена неверно (отверстием вверх). Газ собирают методом вытеснения воды, что недопустимо для аммиака из-за его высокой растворимости в воде.
• Рисунок 4: Данная установка не является стандартным прибором для сбора газа. Она скорее предназначена для пропускания полученного газа над другим реагентом, находящимся во второй пробирке. Такой способ не позволяет собрать чистый образец газа.

Таким образом, единственная корректная установка для получения и собирания аммиака изображена на рисунке 2.

Ответ: 2

9. К окислительно-восстановительным не относят реакцию, уравнение которой

1) $3\text{Mg} + \text{N}_2 = \text{Mg}_3\text{N}_2$

2) $4\text{NH}_3 + 3\text{O}_2 = 2\text{N}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$

3) $\text{HNO}_3 + \text{KOH} = \text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

4) $4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} = 4\text{HNO}_3$

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — это реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов одного или нескольких элементов. Чтобы определить, какая из предложенных реакций не является ОВР, необходимо проанализировать изменение степеней окисления всех элементов в каждом уравнении.

1) $3Mg + N_2 = Mg_3N_2$

В реагентах магний ($Mg^0$) и азот ($N_2^0$) являются простыми веществами, поэтому их степени окисления равны 0. В продукте реакции, нитриде магния ($Mg_3N_2$), магний как металл IIА группы имеет степень окисления $+2$, а азот, соответственно, $-3$. Поскольку степени окисления магния (с $0$ до $+2$) и азота (с $0$ до $-3$) изменяются, эта реакция является окислительно-восстановительной.

2) $4NH_3 + 3O_2 = 2N_2 + 6H_2O$

В аммиаке ($N^{-3}H_3^{+1}$) степень окисления азота равна $-3$, а в простом веществе кислороде ($O_2^0$) степень окисления равна 0. В продуктах реакции образовались простое вещество азот ($N_2^0$) и вода ($H_2O^{-2}$), где степень окисления кислорода $-2$. Степень окисления азота изменилась с $-3$ до $0$, а кислорода — с $0$ до $-2$. Следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

3) $HNO_3 + KOH = KNO_3 + H_2O$

Это реакция нейтрализации, которая является частным случаем реакции ионного обмена. Определим степени окисления всех элементов в реагентах и продуктах: $H^{+1}N^{+5}O_3^{-2} + K^{+1}O^{-2}H^{+1} = K^{+1}N^{+5}O_3^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$. Как видно, ни один из элементов не изменил свою степень окисления в ходе реакции. Такие реакции, протекающие без изменения степеней окисления, не являются окислительно-восстановительными.

4) $4NO_2 + O_2 + 2H_2O = 4HNO_3$

В диоксиде азота ($N^{+4}O_2^{-2}$) степень окисления азота равна $+4$, а в кислороде ($O_2^0$) — 0. В продукте реакции, азотной кислоте ($H^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$), степень окисления азота стала $+5$, а кислорода — $-2$. Степень окисления азота изменилась с $+4$ до $+5$, а кислорода — с $0$ до $-2$. Следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

Таким образом, единственная реакция, которая не относится к окислительно-восстановительным, — это реакция обмена под номером 3.

Ответ: 3

10. Оксиды азота, соответствующие азотной и азотистой кислотам, указаны в ряду

1) $NO$, $N_2O_3$

2) $NO_2$, $N_2O_5$

3) $N_2O$, $NO_2$

4) $N_2O_5$, $N_2O_3$

Решение

Чтобы определить, какие оксиды азота соответствуют азотной и азотистой кислотам, необходимо найти так называемые кислотные ангидриды этих кислот. Кислотный ангидрид — это оксид, в котором центральный атом (в данном случае азот) имеет ту же степень окисления, что и в соответствующей кислоте.

1. Соответствие для азотной кислоты
Химическая формула азотной кислоты — $HNO_3$. Найдем степень окисления азота (N) в этой кислоте. Примем, что степень окисления водорода (H) равна +1, а кислорода (O) равна -2. Сумма степеней окисления в молекуле равна нулю. Пусть степень окисления азота — $x$:
$(+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$
$1 + x - 6 = 0$
$x = +5$
Следовательно, нам нужен оксид азота, где азот имеет степень окисления +5. Это оксид азота(V), или пентаоксид диазота, с формулой $N_2O_5$.

2. Соответствие для азотистой кислоты
Химическая формула азотистой кислоты — $HNO_2$. Найдем степень окисления азота (N) в этой кислоте. Пусть степень окисления азота — $y$:
$(+1) + y + 2 \cdot (-2) = 0$
$1 + y - 4 = 0$
$y = +3$
Следовательно, нам нужен оксид азота, где азот имеет степень окисления +3. Это оксид азота(III), или триоксид диазота, с формулой $N_2O_3$.

Таким образом, парой оксидов, соответствующих азотной и азотистой кислотам в указанном порядке, является $N_2O_5$ и $N_2O_3$.
Среди предложенных вариантов этот ряд указан под номером 4.

Ответ: 4