Страница 159 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Для создания классного банка данных по ключевым словам и словосочетаниям, относящимся к теме баз данных, можно использовать следующие электронные адреса (ссылки) на авторитетные интернет-ресурсы, которые раскрывают их содержание.

База данных (БД)
Это представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов и т.д.), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью компьютера. Простыми словами, это структурированное хранилище информации.
Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных

Система управления базами данных (СУБД)
Это комплекс программных средств, предназначенных для создания баз данных, их ведения и совместного использования различными пользователями. СУБД позволяет управлять данными: добавлять, обновлять, удалять и извлекать их по запросам. Примерами СУБД являются MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server.
Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных

Реляционная модель данных
Это самая популярная модель организации данных, в которой вся информация хранится в виде связанных между собой таблиц. Каждая таблица состоит из строк и столбцов.
Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Реляционная_модель_данных

Таблица, Запись, Поле
Это ключевые компоненты реляционной базы данных. Таблица — это основной объект, хранящий данные об однотипных сущностях (например, "Ученики"). Запись (или строка) — это отдельный элемент таблицы, содержащий информацию о конкретном объекте (например, данные одного ученика). Поле (или столбец, атрибут) — это определенная характеристика объекта, например, "Имя" или "Класс".
Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/основы-проектирования-баз-данных-a6050b35-23d3-45c1-83f6-412f8f703673

Первичный ключ (Primary Key)
Это поле или комбинация полей, значения которых уникально идентифицируют каждую запись в таблице. Первичный ключ гарантирует, что в таблице нет дублирующихся записей. Например, в таблице "Ученики" первичным ключом может служить "Табельный номер".
Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Первичный_ключ

SQL (Structured Query Language)
Это стандартизированный язык, используемый для взаимодействия с реляционными базами данных. С помощью SQL можно создавать запросы для выборки данных, а также для их добавления, изменения и удаления.
Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/SQL

Запрос
Это команда к СУБД, сформулированная на языке (например, SQL), для выполнения определенного действия с данными. Чаще всего запросы используются для извлечения информации из базы данных по заданным критериям. Например: "Выбрать всех учеников из 10 'А' класса".
Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Запрос_(базы_данных)

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

2. В соответствии с заданием, подготовлено сообщение по одному из ключевых понятий физики — электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Это фундаментальное явление было открыто английским учёным Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Открытие Фарадея заложило основу для создания электрогенераторов, трансформаторов и многих других устройств, которые являются неотъемлемой частью современной цивилизации.

Суть явления количественно описывается законом электромагнитной индукции Фарадея. Согласно этому закону, электродвижущая сила (ЭДС), индуцируемая в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Математически это выражается следующей формулой:

$ \mathcal{E} = - \frac{d\Phi}{dt} $

где $\mathcal{E}$ — это электродвижущая сила индукции (ЭДС), измеряемая в вольтах (В); $\Phi$ — это магнитный поток через контур, измеряемый в веберах (Вб); $t$ — это время, измеряемое в секундах (с). Выражение $\frac{d\Phi}{dt}$ представляет собой производную магнитного потока по времени, то есть скорость его изменения.

Знак «минус» в формуле закона Фарадея отражает правило Ленца, сформулированное русским физиком Эмилием Ленцем в 1833 году. Это правило гласит: индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток. Иными словами, природа «сопротивляется» изменениям, что является проявлением закона сохранения энергии.

Явление электромагнитной индукции нашло широчайшее применение в технике и повседневной жизни. На его основе работают:

Электрогенераторы: устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую. Вращение рамки в магнитном поле (или магнита внутри катушки) приводит к изменению магнитного потока и возникновению ЭДС.

Трансформаторы: приборы для повышения или понижения переменного напряжения. Изменение тока в первичной обмотке создает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует ЭДС во вторичной обмотке.

Индукционные плиты: переменное магнитное поле, создаваемое катушкой в плите, индуцирует вихревые токи (токи Фуко) в металлическом дне посуды, что приводит к её нагреву.

Динамические микрофоны и звукосниматели для электрогитар: колебания мембраны или струны в магнитном поле вызывают появление индукционного тока, сигнал которого соответствует звуковым колебаниям.

Металлодетекторы: прибор создает переменное магнитное поле, которое при приближении к металлическому предмету индуцирует в нем вихревые токи. Эти токи создают собственное магнитное поле, которое улавливается детектором.

Таким образом, открытие электромагнитной индукции стало одним из величайших прорывов в физике, которое привело к электрификации мира и созданию современной технологической цивилизации.

Ответ: подготовлено сообщение на тему «Электромагнитная индукция», в котором раскрыта суть явления, представлен закон Фарадея, объяснено правило Ленца и приведены примеры практического применения данного явления.

1. Докажите зависимость степени электролитической диссоциации от природы электролита на примере галогеноводородных кислот.

Решение

Степень электролитической диссоциации ($\alpha$) — это величина, которая показывает, какая доля молекул электролита распалась на ионы в растворе. Эта величина напрямую зависит от природы электролита, то есть от строения его молекул и типа химической связи в них. Рассмотрим эту зависимость на примере галогеноводородных кислот: плавиковой (фтороводородной) $HF$, соляной (хлороводородной) $HCl$, бромоводородной $HBr$ и иодоводородной $HI$.

Все эти вещества являются электролитами и в водных растворах диссоциируют по общей схеме:

$HX \rightleftharpoons H^+ + X^-$ (упрощенно)

где $X$ — атом галогена ($F, Cl, Br, I$). Сила кислоты, а следовательно, и ее степень диссоциации, определяется прочностью связи $H–X$. Чем слабее эта связь, тем легче она разрывается, тем больше молекул диссоциирует на ионы и тем сильнее кислота.

Рассмотрим ряд галогенов $F \rightarrow Cl \rightarrow Br \rightarrow I$. В этом направлении происходит:

• Увеличение радиуса атома галогена.
• Увеличение длины связи $H–X$.
• Уменьшение энергии (прочности) связи $H–X$.

Сравним свойства кислот в этом ряду:

• Плавиковая кислота ($HF$): Связь $H–F$ очень прочная из-за малого размера атома фтора и его высокой электроотрицательности. Для разрыва этой связи требуется значительная энергия. Поэтому в водном растворе $HF$ является слабой кислотой и слабым электролитом, ее степень диссоциации мала (например, $\alpha \approx 8,5\%$ для 0.1М раствора).
• Соляная кислота ($HCl$): Связь $H–Cl$ длиннее и слабее, чем связь $H–F$. Поэтому $HCl$ — сильная кислота и сильный электролит. В разбавленных растворах она диссоциирует практически полностью ($\alpha \rightarrow 100\%$).
• Бромоводородная кислота ($HBr$) и иодоводородная кислота ($HI$): Связи $H–Br$ и $H–I$ еще длиннее и слабее. Эти кислоты являются еще более сильными, чем соляная. Их степень диссоциации также стремится к 100%.

Таким образом, сила галогеноводородных кислот и их степень диссоциации увеличиваются в ряду:

$HF \ll HCl < HBr < HI$

Это изменение напрямую связано с изменением природы галогена в молекуле кислоты, а именно с уменьшением прочности связи $H–X$ при переходе от фтора к иоду.

Ответ: Зависимость степени электролитической диссоциации от природы электролита доказывается на примере ряда галогеноводородных кислот ($HF, HCl, HBr, HI$). В этом ряду при переходе от фтора к иоду увеличивается радиус атома галогена и длина связи $H–X$, что приводит к уменьшению ее прочности. Чем слабее связь, тем легче кислота диссоциирует на ионы ($H^+$ и $X^-$) в водном растворе. В результате плавиковая кислота $HF$ (с самой прочной связью) является слабым электролитом, а $HCl, HBr$ и $HI$ — сильными, причем их сила (и степень диссоциации) возрастает в последовательности $HCl < HBr < HI$. Это наглядно демонстрирует, что степень диссоциации определяется строением молекулы электролита.

2. В четырёх пробирках находятся прозрачные растворы фторида, хлорида, бромида и иодида натрия. Как распознать эти вещества с помощью одного реактива?

Для распознавания растворов фторида, хлорида, бромида и иодида натрия в качестве единого реактива следует использовать раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Этот реактив позволяет качественно определить наличие различных галогенид-ионов в растворе по образованию осадков разного цвета или по отсутствию осадка.

Решение

Для проведения анализа необходимо в каждую из четырех пробирок добавить несколько капель раствора нитрата серебра.

В пробирке, содержащей раствор фторида натрия ($NaF$), при добавлении нитрата серебра видимых изменений не произойдет. Раствор останется прозрачным, так как образующийся фторид серебра ($AgF$) хорошо растворим в воде.
Уравнение реакции: $NaF + AgNO_3 \rightarrow NaNO_3 + AgF$.

В пробирке с раствором хлорида натрия ($NaCl$) образуется белый творожистый осадок нерастворимого хлорида серебра ($AgCl$).
Уравнение реакции: $NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$.

В пробирке с раствором бромида натрия ($NaBr$) выпадет светло-жёлтый (кремовый) осадок бромида серебра ($AgBr$).
Уравнение реакции: $NaBr + AgNO_3 \rightarrow AgBr\downarrow + NaNO_3$.

В пробирке с раствором иодида натрия ($NaI$) появится жёлтый осадок иодида серебра ($AgI$).
Уравнение реакции: $NaI + AgNO_3 \rightarrow AgI\downarrow + NaNO_3$.

Таким образом, по отсутствию осадка, а также по цвету образующихся осадков можно однозначно определить содержимое каждой пробирки.

Ответ: Для распознавания указанных веществ следует использовать раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Результаты будут следующими: фторид натрия не даст осадка, хлорид натрия образует белый осадок, бромид натрия — светло-желтый осадок, а иодид натрия — желтый осадок.

3. Напишите не менее четырёх-пяти уравнений реакций получения хлорида магния. Там, где это имеет место, запишите и ионные уравнения и рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

1. Взаимодействие магния с соляной кислотой
Это реакция замещения, в которой активный металл (магний) взаимодействует с кислотой (соляной), вытесняя водород. В результате образуются соль хлорид магния и газообразный водород.
Молекулярное уравнение: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$
Поскольку реакция протекает в водном растворе, для нее можно составить ионные уравнения.
Полное ионное уравнение: $Mg^0 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^- + H_2^0 \uparrow$
Сокращенное ионное уравнение: $Mg^0 + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2^0 \uparrow$
Эта реакция является окислительно-восстановительной (ОВР), так как элементы меняют свои степени окисления.
Процессы окисления-восстановления:
$Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{2+}$ | 1 | процесс окисления; магний ($Mg$) является восстановителем.
$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 1 | процесс восстановления; ионы водорода ($H^+$), входящие в состав соляной кислоты, являются окислителем.

Ответ: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие оксида магния с соляной кислотой
Это реакция обмена между основным оксидом и кислотой, приводящая к образованию соли и воды.
Молекулярное уравнение: $MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$
Оксид магния является твердым веществом, поэтому в ионном уравнении он записывается в молекулярной форме.
Полное ионное уравнение: $MgO(тв) + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^- + H_2O$
Сокращенное ионное уравнение: $MgO(тв) + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2O$
В данной реакции степени окисления всех элементов остаются неизменными, поэтому она не является окислительно-восстановительной.

Ответ: $MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$

3. Взаимодействие гидроксида магния с соляной кислотой
Это реакция нейтрализации, протекающая между нерастворимым основанием и сильной кислотой.
Молекулярное уравнение: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$
Гидроксид магния — нерастворимое в воде вещество.
Полное ионное уравнение: $Mg(OH)_2(тв) + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O$
Сокращенное ионное уравнение: $Mg(OH)_2(тв) + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + 2H_2O$
Это реакция ионного обмена, не являющаяся окислительно-восстановительной.

Ответ: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$

4. Прямой синтез из простых веществ
Хлорид магния можно получить путем прямого взаимодействия металлического магния и газообразного хлора при нагревании.
Молекулярное уравнение: $Mg + Cl_2 \xrightarrow{t} MgCl_2$
Данная реакция не протекает в растворе, поэтому ионные уравнения для нее не записываются.
Это окислительно-восстановительная реакция.
Процессы окисления-восстановления:
$Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{2+}$ | 1 | процесс окисления; магний ($Mg$) — восстановитель.
$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-}$ | 1 | процесс восстановления; хлор ($Cl_2$) — окислитель.

Ответ: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$

5. Взаимодействие карбоната магния с соляной кислотой
Это реакция обмена, в которой сильная соляная кислота вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту из ее соли (карбоната магния). Угольная кислота сразу разлагается на углекислый газ и воду.
Молекулярное уравнение: $MgCO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2O$
Карбонат магния является нерастворимой солью.
Полное ионное уравнение: $MgCO_3(тв) + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^- + CO_2 \uparrow + H_2O$
Сокращенное ионное уравнение: $MgCO_3(тв) + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + CO_2 \uparrow + H_2O$
Реакция не является окислительно-восстановительной, так как изменения степеней окисления не происходит.

Ответ: $MgCO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2O$

4. Напишите уравнения химических реакций, иллюстрирующие следующие превращения:

$Cl_2 \xrightarrow{1} HCl \xrightarrow{2} CuCl_2 \xrightarrow{3} ZnCl_2 \xrightarrow{4} AgCl.$

Укажите окислительно-восстановительные реакции и разберите их. Уравнения реакций с участием электролитов запишите также в ионной форме.

1. $Cl_2 \rightarrow HCl$

Молекулярное уравнение реакции получения хлороводорода из хлора и водорода:

$Cl_2 + H_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$

Эта реакция является окислительно-восстановительной (ОВР), так как происходит изменение степеней окисления у атомов хлора и водорода.

Разбор ОВР методом электронного баланса:

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ | 1 | хлор является окислителем, подвергается восстановлению.

$H_2^0 - 2e^- \rightarrow 2H^{+1}$ | 1 | водород является восстановителем, подвергается окислению.

Реакция протекает между простыми веществами (газами), которые не являются электролитами, поэтому ионные уравнения для нее не составляются.

Ответ: Уравнение реакции: $Cl_2 + H_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$. Это окислительно-восстановительная реакция.

2. $HCl \rightarrow CuCl_2$

Хлорид меди(II) можно получить при реакции соляной кислоты с оксидом меди(II), гидроксидом меди(II) или солью меди(II) более слабой кислоты (например, карбонатом). Используем оксид меди(II):

Молекулярное уравнение реакции:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

Это реакция ионного обмена, она не является ОВР, так как степени окисления всех элементов остаются неизменными.

Так как в реакции участвуют электролиты (соляная кислота - сильный электролит, хлорид меди(II) - растворимая соль, электролит), запишем ионные уравнения:

Полное ионное уравнение:

$CuO(тв) + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Cu^{2+} + 2Cl^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения одинаковых ионов $Cl^-$):

$CuO(тв) + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O$

Ответ: Уравнение реакции: $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $CuO(тв) + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O$.

3. $CuCl_2 \rightarrow ZnCl_2$

Для осуществления этого превращения необходимо использовать более активный металл, чем медь, который сможет вытеснить ее из раствора соли. Согласно ряду активности металлов, цинк активнее меди.

Молекулярное уравнение реакции замещения:

$CuCl_2 + Zn \rightarrow ZnCl_2 + Cu$

Эта реакция является окислительно-восстановительной (ОВР).

Разбор ОВР методом электронного баланса:

$Cu^{+2} + 2e^- \rightarrow Cu^0$ | 1 | ионы меди($Cu^{2+}$) являются окислителем, подвергаются восстановлению.

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ | 1 | цинк($Zn^0$) является восстановителем, подвергается окислению.

Уравнения в ионной форме:

Полное ионное уравнение:

$Cu^{2+} + 2Cl^- + Zn(тв) \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl^- + Cu(тв)$

Сокращенное ионное уравнение:

$Cu^{2+} + Zn(тв) \rightarrow Zn^{2+} + Cu(тв)$

Ответ: Уравнение реакции: $CuCl_2 + Zn \rightarrow ZnCl_2 + Cu$. Это окислительно-восстановительная реакция. Сокращенное ионное уравнение: $Cu^{2+} + Zn(тв) \rightarrow Zn^{2+} + Cu(тв)$.

4. $ZnCl_2 \rightarrow AgCl$

Хлорид серебра ($AgCl$) — нерастворимое в воде соединение. Его можно получить реакцией ионного обмена, добавив к раствору хлорида цинка раствор соли серебра, например, нитрата серебра ($AgNO_3$).

Молекулярное уравнение реакции:

$ZnCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow 2AgCl\downarrow + Zn(NO_3)_2$

Это реакция ионного обмена, не является ОВР.

Уравнения в ионной форме:

Полное ионное уравнение:

$Zn^{2+} + 2Cl^- + 2Ag^+ + 2NO_3^- \rightarrow 2AgCl(тв)\downarrow + Zn^{2+} + 2NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения ионов $Zn^{2+}$ и $NO_3^-$):

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl(тв)\downarrow$

Ответ: Уравнение реакции: $ZnCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow 2AgCl\downarrow + Zn(NO_3)_2$. Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl(тв)\downarrow$.