Вариант 4, страница 64 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Оксиды — это бинарные соединения химических элементов с кислородом. Из предложенного списка только $Al_2O_3$ (оксид алюминия) соответствует этому определению. $Fe(OH)_3$ — гидроксид (основание), $H_2CO_3$ — кислота, $CaCl_2$ — соль.

Ответ: а) $Al_2O_3$.

2. Соли — это сложные вещества, состоящие из катионов металла (или аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка. Проанализируем ряды:

• а) $Ca(OH)_2$ (основание), $HCl$ (кислота), $KOH$ (основание) — не подходит.
• б) $K_2SO_4$ (сульфат калия), $Cu(NO_3)_2$ (нитрат меди(II)), $NaCl$ (хлорид натрия) — все вещества являются солями.
• в) $Ca(OH)_2$ (основание), $HNO_3$ (кислота), $H_2SiO_3$ (кислота) — не подходит.
• г) $KCl$ (соль), $NaOH$ (основание), $Mg(OH)_2$ (основание) — не подходит.

Ответ: б) $K_2SO_4$, $Cu(NO_3)_2$, $NaCl$.

3. Рассмотрим каждое утверждение:

1. $SiO_2$ — оксид кремния(IV), является кислотным оксидом. Утверждение верно.
2. $HNO_3$ — азотная кислота, содержит один атом водорода, способный к замещению, и атомы кислорода. Является одноосновной кислородсодержащей кислотой. Утверждение верно.
3. $KOH$ — гидроксид калия, является щелочью, то есть растворимым в воде основанием. Утверждение неверно.
4. $BaO$ — оксид бария, является оксидом щелочноземельного металла, относится к основным оксидам. Утверждение неверно.

Верными являются утверждения 1 и 2.

Ответ: а) 1, 2.

4. Установим соответствия:

• 1) $Fe_2O_3$ — степень окисления железа +3, это оксид железа(III). Соответствует б).
• 2) $K_2S$ — соль, состоящая из катиона калия и аниона серы, сульфид калия. Соответствует г).
• 3) $FeO$ — степень окисления железа +2, это оксид железа(II). Соответствует а).
• 4) $NaOH$ — основание, состоящее из катиона натрия и гидроксид-аниона, гидроксид натрия. Соответствует в).

Получаем комбинацию: 1б, 2г, 3а, 4в.

Ответ: в) 1б, 2г, 3а, 4в.

5. Проверим правильность написания формул в каждом ряду на основе валентностей (степеней окисления) элементов и ионов:

• а) $K_2NO_3$ (неверно, должно быть $KNO_3$), $Ca_2O$ (неверно, должно быть $CaO$).
• б) $Na_2SO_4$ (верно), $MgO$ (верно), $Fe(OH)_3$ (верно).
• в) $Si_2O$ (неверно, основной оксид кремния $SiO_2$), $Na_2Cl$ (неверно, должно быть $NaCl$).
• г) $Ca_2(PO_4)_3$ (неверно, должно быть $Ca_3(PO_4)_2$).

Ответ: б) $Na_2SO_4$, $MgO$, $Fe(OH)_3$.

6. Рассмотрим возможность протекания реакций с кислотным оксидом $SiO_2$:

1. $NaOH + SiO_2 \to$ — реакция идет, так как кислотный оксид реагирует со щелочью: $2NaOH + SiO_2 \to Na_2SiO_3 + H_2O$.
2. $H_2SO_4 + SiO_2 \to$ — реакция не идет, так как кислотные оксиды не реагируют с кислотами (за исключением реакции $SiO_2$ с плавиковой кислотой $HF$).
3. $CaO + SiO_2 \to$ — реакция идет (при нагревании), так как кислотный оксид реагирует с основным оксидом: $CaO + SiO_2 \xrightarrow{t} CaSiO_3$.
4. $H_2O + SiO_2 \to$ — реакция не идет, так как оксид кремния нерастворим в воде и не реагирует с ней.

Возможны реакции 1 и 3.

Ответ: б) 1, 3.

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

• $Zn + CuCl_2 \to ZnCl_2 + Cu$ — реакция идет, так как цинк более активный металл, чем медь.
• $2KOH + CuCl_2 \to Cu(OH)_2 \downarrow + 2KCl$ — реакция идет, так как образуется нерастворимый гидроксид меди(II).
• $HNO_3 + CuCl_2 \to$ — реакция не идет, нет видимых признаков (осадка, газа, воды).
• $Au + CuCl_2 \to$ — реакция не идет, так как золото менее активно, чем медь.
• $K_2SO_4 + CuCl_2 \to$ — реакция не идет, так как все возможные продукты растворимы.
• $2AgNO_3 + CuCl_2 \to 2AgCl \downarrow + Cu(NO_3)_2$ — реакция идет, так как образуется нерастворимый хлорид серебра.

Всего 3 вещества вступают в реакцию: Zn, KOH, $AgNO_3$.

Ответ: б) 3.

8. 1) Гидроксид натрия — $NaOH$. Оксид азота(V) — $N_2O_5$. Реакция между основным гидроксидом (щелочью) и кислотным оксидом приводит к образованию соли и воды.

Уравнение реакции: $2NaOH + N_2O_5 \to 2NaNO_3 + H_2O$.

Ответ: $2NaOH + N_2O_5 \to 2NaNO_3 + H_2O$.

2)

Дано:

$m(NaNO_3) = 17$ г

Найти:

$m(NaOH) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы веществ: $M(NaNO_3) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85$ г/моль. $M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль.

2. Найдем количество вещества полученной соли: $\nu(NaNO_3) = \frac{m(NaNO_3)}{M(NaNO_3)} = \frac{17 \text{ г}}{85 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль.

3. По уравнению реакции $2NaOH + N_2O_5 \to 2NaNO_3 + H_2O$, соотношение количеств вещества щелочи и соли составляет $2:2$ или $1:1$: $\nu(NaOH) = \nu(NaNO_3) = 0,2$ моль.

4. Вычислим массу щелочи: $m(NaOH) = \nu(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,2 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 8$ г.

Ответ: 8 г.

9. 1) Сульфат меди(II) состоит из иона меди $Cu^{2+}$ и сульфат-иона $SO_4^{2-}$. Формула: $CuSO_4$. Сульфат цинка состоит из иона цинка $Zn^{2+}$ и сульфат-иона $SO_4^{2-}$. Формула: $ZnSO_4$.

Ответ: $CuSO_4$ и $ZnSO_4$.

2) Цинк стоит в ряду активности металлов левее меди, поэтому он вытесняет медь из раствора ее соли. Уравнение реакции: $Zn + CuSO_4 \to ZnSO_4 + Cu$.

Ответ: $Zn + CuSO_4 \to ZnSO_4 + Cu$.

3)

Дано:

$m(Zn) = 0,52$ кг

$m(Zn) = 0,52 \text{ кг} = 520$ г

Найти:

$\nu(ZnSO_4) - ?$ $m(ZnSO_4) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы веществ: $M(Zn) \approx 65$ г/моль. $M(ZnSO_4) = 65 + 32 + 4 \cdot 16 = 161$ г/моль.

2. Найдем количество вещества цинка, вступившего в реакцию: $\nu(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{520 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 8$ моль.

3. По уравнению реакции $Zn + CuSO_4 \to ZnSO_4 + Cu$, соотношение количеств вещества цинка и сульфата цинка составляет $1:1$: $\nu(ZnSO_4) = \nu(Zn) = 8$ моль.

4. Вычислим массу образовавшегося сульфата цинка: $m(ZnSO_4) = \nu(ZnSO_4) \cdot M(ZnSO_4) = 8 \text{ моль} \cdot 161 \text{ г/моль} = 1288$ г (или 1,288 кг).

Ответ: $\nu(ZnSO_4) = 8$ моль, $m(ZnSO_4) = 1288$ г.

10. 1) Чтобы получить соль сульфат железа(II) из металлического железа, необходимо провести реакцию с кислотой, содержащей сульфат-ион. Это серная кислота.

Ответ: Вещество X — серная кислота, формула $H_2SO_4$.

2) Реакция замещения между железом и разбавленной серной кислотой:

$Fe + H_2SO_4 \text{(разб.)} \to FeSO_4 + H_2 \uparrow$.

Ответ: $Fe + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2$.

3)

Способ 1: Реакция оксида железа(II) с серной кислотой. $FeO + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2O$.

Способ 2: Реакция гидроксида железа(II) с серной кислотой (реакция нейтрализации). $Fe(OH)_2 + H_2SO_4 \to FeSO_4 + 2H_2O$.

Ответ: $FeO + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2O$; $Fe(OH)_2 + H_2SO_4 \to FeSO_4 + 2H_2O$.

4)

Дано:

$m(Fe \text{ в } FeSO_4) = 0,01$ г

Найти:

$m(X) = m(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Используем уравнение реакции из пункта 2: $Fe + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2$. 2. Рассчитаем молярные массы: $M(Fe) \approx 56$ г/моль. $M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$ г/моль.

3. Всё железо, вступившее в реакцию, переходит в состав сульфата железа(II). Найдем количество вещества железа: $\nu(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{0,01 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}}$.

4. По уравнению реакции, соотношение количеств вещества железа и серной кислоты составляет $1:1$: $\nu(H_2SO_4) = \nu(Fe) = \frac{0,01}{56}$ моль.

5. Вычислим массу необходимой серной кислоты (вещества X): $m(H_2SO_4) = \nu(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = \frac{0,01}{56} \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = \frac{0,98}{56} \text{ г} = 0,0175$ г.

Ответ: 0,0175 г.