Вариант 4, страница 110 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

1. Укажите символ металла:

Среди предложенных вариантов: а) I (Йод), б) F (Фтор), в) O (Кислород) являются неметаллами. Химический элемент г) Ba (Барий) является щелочноземельным металлом IIA группы.

Ответ: г) Ba.

2. Только металлическая связь характерна для ряда веществ:

Металлическая связь характерна для простых веществ-металлов и их сплавов. В варианте а) хлор – неметалл, в варианте б) оксид меди(II) и в варианте г) оксид железа(III) и хлорид железа(III) – это соединения с ионной или ковалентной полярной связью. В ряду в) магний, алюминий, бронза (сплав) все вещества обладают металлической связью.

Ответ: в) магний, алюминий, бронза.

3. При погружении металла в холодную воду признаков протекания химической реакции не наблюдается. Укажите символ металла:

Активные металлы, такие как Na (натрий), Ba (барий) и K (калий), бурно реагируют с холодной водой. Медь (Cu) стоит в ряду электрохимической активности металлов после водорода и с водой не взаимодействует.

Ответ: в) Cu.

4. Металл погрузили в раствор сульфата меди(II). Поверхность металла при этом покрылась красным налетом. Укажите символ металла:

Красный налет – это металлическая медь ($Cu$), выделившаяся в результате реакции замещения. Такая реакция возможна, если в раствор соли меди погрузить более активный металл (стоящий левее меди в ряду активности). Из предложенных вариантов только цинк (Zn) активнее меди. Платина (Pt), серебро (Ag) и золото (Au) менее активны.

Ответ: а) Zn.

5. На рисунке приведена зависимость объема выделившегося водорода от времени для реакций металлов IA группы с водой. Наиболее химически активному металлу соответствует кривая:

Активность металлов IA группы усиливается сверху вниз по группе. Чем активнее металл, тем выше скорость реакции с водой и, соответственно, тем быстрее выделяется водород. На графике скорость реакции отражена крутизной кривой. Кривая 4 показывает самое быстрое накопление водорода за единицу времени, что соответствует наиболее активному металлу.

Ответ: г) 4.

6. При кипячении воды на поверхности нагревательных приборов со временем образуется белый известковый налет. Водный раствор какого вещества будет растворять известковый налет?

Известковый налет (накипь) – это в основном карбонат кальция ($CaCO_3$). Он является солью слабой угольной кислоты и будет реагировать с более сильными кислотами. Азотная кислота ($HNO_3$) является сильной кислотой и растворяет накипь по реакции: $CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$.

Ответ: б) $HNO_3$.

7. Для получения меди необходимо нагревать оксид меди(II) с:

Для получения металла из его оксида (процесс восстановления) требуется вещество-восстановитель. Из предложенных вариантов таким восстановителем является водород ($H_2$). Реакция протекает при нагревании: $CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$.

Ответ: б) водородом.

8. Даны две неподписанные пробирки с растворами хлоридов натрия и железа(III).

1) Предложите реактив для распознавания солей.

Для распознавания солей железа(III) используется качественная реакция на ион $Fe^{3+}$. В качестве реактива можно использовать раствор щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$).

2) Составьте уравнение возможной химической реакции.

При добавлении раствора щелочи к раствору хлорида железа(III) выпадает бурый осадок гидроксида железа(III). При добавлении к раствору хлорида натрия видимых изменений не происходит.

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl$

Ответ: Реактив – раствор гидроксида натрия ($NaOH$). Уравнение реакции: $FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl$.

9. Составьте три уравнения химических реакций, соответствующих схеме превращений веществ: $Al \rightarrow Al_2O_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 \rightarrow Al$.

1. Алюминий сгорает в кислороде, образуя оксид алюминия:

$4Al + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3$

2. Оксид алюминия (амфотерный оксид) реагирует с азотной кислотой, образуя соль нитрат алюминия и воду:

$Al_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O$

3. Алюминий можно получить из раствора его соли путем вытеснения более активным металлом, например, магнием:

$2Al(NO_3)_3 + 3Mg \rightarrow 3Mg(NO_3)_2 + 2Al$

Ответ:

1. $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

2. $Al_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O$

3. $2Al(NO_3)_3 + 3Mg \rightarrow 3Mg(NO_3)_2 + 2Al$

10. 1) Составьте уравнение химической реакции электролиза раствора бромида меди(II).

При электролизе водного раствора $CuBr_2$ с инертными электродами на катоде восстанавливается медь, а на аноде окисляется бром.

$CuBr_2 \xrightarrow{\text{электролиз}} Cu\downarrow + Br_2$

2) Покажите процессы окисления и восстановления, протекающие на инертных электродах.

На катоде (–) идет процесс восстановления:

$K(-): Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$

На аноде (+) идет процесс окисления:

$A(+): 2Br^- - 2e^- \rightarrow Br_2^0$

3) Вычислите массу меди, образовавшейся в результате электролиза 6,5%-ного раствора бромида меди(II) массой 80 г.

Дано:

$m(\text{раствора } CuBr_2) = 80 \text{ г}$

$\omega(CuBr_2) = 6.5\% = 0.065$

Найти:

$m_{теор}(Cu)$ - ?

Решение:

1. Найдем массу $CuBr_2$ в растворе:

$m(CuBr_2) = m(\text{раствора}) \cdot \omega(CuBr_2) = 80 \text{ г} \cdot 0.065 = 5.2 \text{ г}$

2. Рассчитаем количество вещества $CuBr_2$. Молярная масса $M(CuBr_2) = 64 + 2 \cdot 80 = 224 \text{ г/моль}$.

$n(CuBr_2) = \frac{m(CuBr_2)}{M(CuBr_2)} = \frac{5.2 \text{ г}}{224 \text{ г/моль}} \approx 0.02321 \text{ моль}$

3. Из уравнения реакции $CuBr_2 \rightarrow Cu + Br_2$ следует, что $n(Cu) = n(CuBr_2)$.

$n(Cu) \approx 0.02321 \text{ моль}$

4. Найдем теоретическую массу меди. Молярная масса $M(Cu) = 64 \text{ г/моль}$.

$m_{теор}(Cu) = n(Cu) \cdot M(Cu) \approx 0.02321 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} \approx 1.49 \text{ г}$.

4) Определите массу меди, которая может быть практически получена, если считать, что выход указанной реакции составит 72 %.

Практическая масса продукта связана с теоретической через выход реакции ($\eta$):

$m_{практ} = m_{теор} \cdot \eta$

$\eta = 72\% = 0.72$

$m_{практ}(Cu) = m_{теор}(Cu) \cdot \eta \approx 1.49 \text{ г} \cdot 0.72 \approx 1.07 \text{ г}$.

Ответ:

1) $CuBr_2 \xrightarrow{\text{электролиз}} Cu + Br_2$

2) Катод (-): $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$ (восстановление); Анод (+): $2Br^- - 2e^- \rightarrow Br_2^0$ (окисление).

3) Теоретическая масса меди $\approx 1.49$ г.

4) Практическая масса меди $\approx 1.07$ г.