Вариант 2, страница 60 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Оксидом является вещество, состоящее из двух химических элементов, один из которых — кислород в степени окисления -2. Из предложенных вариантов этому определению соответствует диоксид углерода ($CO_2$).

а) $H_2CO_3$ — угольная кислота.

б) $Fe(OH)_3$ — гидроксид железа(III), основание.

в) $CO_2$ — диоксид углерода, оксид.

г) $CaCl_2$ — хлорид кальция, соль.

Ответ: в).

2. Соли — это сложные вещества, состоящие из катионов металла (или аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка. В ряду г) все вещества являются солями.

а) $Ca(OH)_2$ (основание), $HCl$ (кислота), $KOH$ (основание).

б) $KOH$, $NaOH$, $Mg(OH)_2$ — все являются основаниями.

в) $Ca(OH)_2$ (основание), $HNO_3$ (кислота), $H_2SiO_3$ (кислота).

г) $K_2SO_3$ (сульфит калия), $Cu(NO_3)_2$ (нитрат меди(II)), $NaCl$ (хлорид натрия) — все соли.

Ответ: г).

3. Проанализируем утверждения:

1) $SO_3$ — оксид серы(VI), является кислотным оксидом, а не основным. Утверждение неверно.

2) $HNO_3$ — азотная кислота, является одноосновной, так как в ее молекуле один атом водорода, способный замещаться на металл. Утверждение неверно.

3) $KOH$ — гидроксид калия, является растворимым в воде основанием (щелочью). Утверждение верно.

4) $SiO_2$ — оксид кремния(IV), является кислотным оксидом. Утверждение верно.

Верными являются утверждения 3 и 4.

Ответ: в).

4. Установим соответствие между формулой и названием:

1) $Cu_2O$ — оксид меди(I) (степень окисления меди +1). Соответствует б).

2) $Na_2SO_3$ — сульфит натрия. Соответствует г).

3) $CuO$ — оксид меди(II) (степень окисления меди +2). Соответствует в).

4) $Fe(OH)_3$ — гидроксид железа(III) (степень окисления железа +3). Соответствует а).

Таким образом, верная комбинация: 1б, 2г, 3в, 4а.

Ответ: б).

5. Проверим правильность написания формул соединений, исходя из валентностей элементов и зарядов ионов:

а) Формула нитрата калия — $KNO_3$. Формула оксида кальция — $CaO$. Ряд содержит ошибки.

б) $Na_2SO_4$ (сульфат натрия), $MgO$ (оксид магния), $Fe(OH)_3$ (гидроксид железа(III)) — все формулы записаны верно.

в) Формула оксида кремния — $SiO_2$. Формула хлорида натрия — $NaCl$. Ряд содержит ошибки.

г) Формула фосфата кальция — $Ca_3(PO_4)_2$. Ряд содержит ошибку.

Ответ: б).

6. Рассмотрим возможность протекания предложенных реакций:

1) $NaOH + CaO \rightarrow$ реакция не идет, так как основание не реагирует с основным оксидом.

2) $HCl + CaO \rightarrow CaCl_2 + H_2O$. Реакция идет (кислота + основный оксид).

3) $SO_3 + CaO \rightarrow CaSO_4$. Реакция идет (кислотный оксид + основный оксид).

4) $H_2O + CaO \rightarrow Ca(OH)_2$. Реакция идет (вода + оксид активного металла).

Следовательно, возможны реакции 2, 3, 4.

Ответ: в).

7. Проверим взаимодействие каждого вещества с раствором хлорида меди(II) ($CuCl_2$):

• $CuCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2AgCl\downarrow$. Реакция идет.

• $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$. Реакция идет.

• $CuCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow$ реакция не идет (нет видимых признаков).

• $CuCl_2 + Hg \rightarrow$ реакция не идет (ртуть менее активна, чем медь).

• $CuCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow$ реакция не идет (продукты растворимы).

• $CuCl_2 + Fe \rightarrow FeCl_2 + Cu$. Реакция идет (железо активнее меди).

Всего с хлоридом меди(II) реагируют 3 вещества: $AgNO_3$, $NaOH$, $Fe$.

Ответ: в).

8. 1) Взаимодействие гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), являющегося основанием, с оксидом фосфора(V) ($P_2O_5$), являющимся кислотным оксидом, приводит к образованию соли (фосфат кальция, $Ca_3(PO_4)_2$) и воды ($H_2O$).

Уравнение реакции: $3Ca(OH)_2 + P_2O_5 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2O$.

Ответ: $3Ca(OH)_2 + P_2O_5 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2O$.

2) Дано:

$m(Ca_3(PO_4)_2) = 6,2 \text{ г}$

В системе СИ: $m(Ca_3(PO_4)_2) = 0,0062 \text{ кг}$

Найти:

$m(Ca(OH)_2)$

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы ($M$) веществ, используя относительные атомные массы из Периодической системы: $Ar(Ca)=40, Ar(P)=31, Ar(O)=16, Ar(H)=1$.

$M(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 120 + 190 = 310 \text{ г/моль}$.

$M(Ca(OH)_2) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 40 + 34 = 74 \text{ г/моль}$.

2. Найдем химическое количество ($n$) полученного фосфата кальция:

$n(Ca_3(PO_4)_2) = \frac{m}{M} = \frac{6,2 \text{ г}}{310 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$.

3. Согласно уравнению реакции $3Ca(OH)_2 + P_2O_5 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2O$, на 1 моль $Ca_3(PO_4)_2$ расходуется 3 моль $Ca(OH)_2$. Значит, количество вещества гидроксида кальция:

$n(Ca(OH)_2) = 3 \cdot n(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot 0,02 \text{ моль} = 0,06 \text{ моль}$.

4. Найдем массу гидроксида кальция (щелочи):

$m(Ca(OH)_2) = n \cdot M = 0,06 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 4,44 \text{ г}$.

Ответ: 4,44 г.

9. 1) Карбонат кальция: $CaCO_3$.

Соляная кислота: $HCl$.

Ответ: $CaCO_3$ и $HCl$.

2) При взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой происходит реакция обмена с образованием хлорида кальция, воды и углекислого газа, который выделяется в виде пузырьков (вспенивание).

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$.

3) Дано:

$m(CaCO_3) = 100 \text{ кг}$

В системе СИ: $m(CaCO_3) = 100 \text{ кг}$

Найти:

$n(CaCl_2)$, $m(CaCl_2)$

Решение:

1. Переведем массу карбоната кальция в граммы для удобства расчетов: $m(CaCO_3) = 100 \text{ кг} = 100 000 \text{ г}$.

2. Рассчитаем молярные массы: $Ar(C)=12, Ar(Cl)=35,5$.

$M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ г/моль}$.

$M(CaCl_2) = 40 + 2 \cdot 35,5 = 111 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества карбоната кальция:

$n(CaCO_3) = \frac{100 000 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 1000 \text{ моль}$.

4. По уравнению реакции $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$, из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CaCl_2$. Следовательно:

$n(CaCl_2) = n(CaCO_3) = 1000 \text{ моль}$.

5. Рассчитаем массу образовавшегося хлорида кальция:

$m(CaCl_2) = n \cdot M = 1000 \text{ моль} \cdot 111 \text{ г/моль} = 111 000 \text{ г} = 111 \text{ кг}$.

Ответ: Химическое количество $n(CaCl_2) = 1000$ моль, масса $m(CaCl_2) = 111$ кг.

10. 1) Чтобы получить сульфат цинка ($ZnSO_4$) из цинка ($Zn$), необходимо добавить реагент, содержащий сульфат-ион. Таким реагентом может быть серная кислота ($H_2SO_4$).

Химическая формула вещества X: $H_2SO_4$. Название: серная кислота.

Ответ: X — $H_2SO_4$ (серная кислота).

2) Реакция замещения между металлом цинком и серной кислотой:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$

Ответ: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$.

3) Два других способа получения сульфата цинка:

а) Взаимодействие оксида цинка с серной кислотой:

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

б) Взаимодействие гидроксида цинка с серной кислотой:

$Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$

Ответ: 1. $ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$; 2. $Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$.

4) Дано:

$m(Zn \text{ в } ZnSO_4) = 0,13 \text{ г}$

В системе СИ: $m(Zn) = 0,00013 \text{ кг}$

Найти:

$m(X) = m(H_2SO_4)$

Решение:

1. Масса цинка в сульфате цинка равна массе исходного металлического цинка, вступившего в реакцию. $m(Zn) = 0,13 \text{ г}$.

2. Рассчитаем молярные массы: $Ar(Zn)=65, Ar(S)=32$.

$M(Zn) = 65 \text{ г/моль}$.

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества цинка:

$n(Zn) = \frac{m}{M} = \frac{0,13 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,002 \text{ моль}$.

4. По уравнению реакции $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2$, на 1 моль $Zn$ расходуется 1 моль $H_2SO_4$. Следовательно:

$n(H_2SO_4) = n(Zn) = 0,002 \text{ моль}$.

5. Рассчитаем массу вещества X (серной кислоты):

$m(H_2SO_4) = n \cdot M = 0,002 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 0,196 \text{ г}$.

Ответ: 0,196 г.