Вариант 3, страница 87 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Кислородсодержащая одноосновная кислота, в молекуле которой есть элемент VA группы и которая используется в производстве минеральных удобрений, — это азотная кислота ($HNO_3$). Азот (N) находится в VA группе. Азотная кислота является одноосновной, так как в ее молекуле один атом водорода, способный к диссоциации. Соли азотной кислоты, нитраты, являются важными азотными удобрениями.

Ответ: б) $HNO_3$

2. Электронное строение атома $2e^-, 8e^-, 2e^-$ означает, что у элемента 3 электронных слоя. На первом слое 2 электрона, на втором — 8, на внешнем, третьем слое — 2 электрона. Общее число электронов равно $2+8+2=12$. В нейтральном атоме число электронов равно порядковому номеру элемента в Периодической системе. Элемент с порядковым номером 12 — это магний (Mg).

Ответ: г) Mg

3. Ионная связь образуется между атомами металла и неметалла за счет передачи электронов.

а) Хлорид натрия (NaCl) состоит из катиона металла Na$^+$ и аниона неметалла Cl$^-$. Связь ионная.

б) Серная кислота ($H_2SO_4$) состоит из атомов неметаллов (H, S, O). Связи ковалентные полярные.

в) Фтор ($F_2$) состоит из двух одинаковых атомов неметалла. Связь ковалентная неполярная.

г) Хлороводород (HCl) состоит из атомов неметаллов (H, Cl). Связь ковалентная полярная.

Ответ: а) хлорид натрия

4. Определим растворимость каждого вещества в воде, используя таблицу растворимости.

– Сульфат бария ($BaSO_4$): нерастворим.

– Серная кислота ($H_2SO_4$): растворима (смешивается с водой в любых соотношениях).

– Сульфат меди(II) ($CuSO_4$): растворим.

– Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$): нерастворима.

– Мел (карбонат кальция, $CaCO_3$): нерастворим.

– Хлороводород (HCl): растворим (образует соляную кислоту).

Таким образом, в списке 3 нерастворимых в воде вещества.

Ответ: а) 3

5. Электрический ток в растворах проводят ионы, на которые распадаются вещества-электролиты (соли, кислоты, основания). Неэлектролиты не диссоциируют на ионы и их растворы ток не проводят.

а) Азотная кислота ($HNO_3$) — сильный электролит.

б) Этиловый спирт ($C_2H_5OH$) — органическое вещество, неэлектролит.

в) Гидроксид натрия (NaOH) — сильный электролит (щелочь).

г) Нитрат калия ($KNO_3$) — сильный электролит (растворимая соль).

Водный раствор этилового спирта не проводит электрический ток.

Ответ: б) этиловый спирт

6. Нитрат алюминия $Al(NO_3)_3$ — растворимая соль, сильный электролит. Уравнение его диссоциации:

$Al(NO_3)_3 \rightarrow Al^{3+} + 3NO_3^-$

Коэффициенты в уравнении: 1 перед $Al(NO_3)_3$, 1 перед $Al^{3+}$ и 3 перед $NO_3^-$.

Сумма коэффициентов: $1 + 1 + 3 = 5$.

Ответ: в) 5

7. К слабым электролитам относятся слабые кислоты, слабые основания (в том числе нерастворимые гидроксиды) и вода.

а) $Cu(OH)_2$ — нерастворимое основание (слабый электролит), $H_2S$ — слабая кислота, $H_2SO_3$ — слабая кислота. Все вещества в ряду — слабые электролиты.

б) $KNO_3$ — растворимая соль (сильный электролит).

в) $NaBr$ — растворимая соль (сильный электролит), $KOH$ — щелочь (сильный электролит).

г) $CuSO_4$ — растворимая соль (сильный электролит), $KCl$ — растворимая соль (сильный электролит), $Ba(OH)_2$ — щелочь (сильный электролит).

Ответ: а) $Cu(OH)_2, H_2S, H_2SO_3$

8. Для составления уравнений реакции, соответствующей сокращенному ионному уравнению $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightleftharpoons CaCO_3 \downarrow$, необходимо взять растворимую соль кальция (например, хлорид кальция $CaCl_2$) и растворимый карбонат (например, карбонат натрия $Na_2CO_3$).

а) молекулярное

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

б) полное ионное

$Ca^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Ответ: Пример молекулярного и полного ионного уравнений приведен выше.

9. Дано:

$m(смеси_{BaCl_2, BaCO_3}) = 6,02 \text{ г}$

$m(остатка_1) = m(BaCO_3) = 3,94 \text{ г}$

$m(осадка_2) = m(BaCO_3) = 1,97 \text{ г}$

Найти:

1) Уравнения реакций;

2) $\omega(BaCl_2), \omega(BaCO_3)$ в исходной смеси;

3) Сравнить количество ионов $Cl^-$ и $Ba^{2+}$ в смеси.

Решение:

1) Составьте уравнения протекающих химических реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах.

При добавлении к смеси воды $BaCO_3$ не растворяется, а $BaCl_2$ растворяется. Химической реакции не происходит. Реакция идет при добавлении раствора карбоната натрия к фильтрату (раствору хлорида бария):

Молекулярная форма:

$BaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Полная ионная форма:

$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенная ионная форма:

$Ba^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow BaCO_3 \downarrow$

2) По данным эксперимента рассчитайте массовые доли солей в исходной смеси.

Карбонат бария $BaCO_3$ нерастворим в воде, поэтому масса сухого остатка после фильтрования — это масса $BaCO_3$ в исходной смеси.

$m(BaCO_3)_{исх} = 3,94 \text{ г}$.

Масса хлорида бария $BaCl_2$ в исходной смеси равна разности масс исходной смеси и карбоната бария.

$m(BaCl_2)_{исх} = m(смеси) - m(BaCO_3)_{исх} = 6,02 \text{ г} - 3,94 \text{ г} = 2,08 \text{ г}$.

Рассчитаем массовые доли ($\omega$) солей в исходной смеси:

$\omega(BaCO_3) = \frac{m(BaCO_3)_{исх}}{m(смеси)} \times 100\% = \frac{3,94 \text{ г}}{6,02 \text{ г}} \times 100\% \approx 65,45\%$

$\omega(BaCl_2) = \frac{m(BaCl_2)_{исх}}{m(смеси)} \times 100\% = \frac{2,08 \text{ г}}{6,02 \text{ г}} \times 100\% \approx 34,55\%$

3) Каких ионов — хлора или бария — больше в составе исходной смеси и во сколько раз?

Для сравнения количества ионов найдем количество вещества ($\nu$) каждой соли в исходной смеси.

Молярные массы: $M(BaCO_3) = 137 + 12 + 3 \times 16 = 197 \text{ г/моль}$; $M(BaCl_2) = 137 + 2 \times 35,5 = 208 \text{ г/моль}$.

$\nu(BaCO_3) = \frac{m(BaCO_3)}{M(BaCO_3)} = \frac{3,94 \text{ г}}{197 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

$\nu(BaCl_2) = \frac{m(BaCl_2)}{M(BaCl_2)} = \frac{2,08 \text{ г}}{208 \text{ г/моль}} = 0,01 \text{ моль}$

Теперь найдем общее количество вещества ионов бария и хлорид-ионов.

Количество ионов бария:

$\nu(Ba^{2+}) = \nu(BaCO_3) + \nu(BaCl_2) = 0,02 \text{ моль} + 0,01 \text{ моль} = 0,03 \text{ моль}$

Количество хлорид-ионов (содержатся только в $BaCl_2$):

$\nu(Cl^-) = 2 \times \nu(BaCl_2) = 2 \times 0,01 \text{ моль} = 0,02 \text{ моль}$

Сравниваем количество ионов: $\nu(Ba^{2+}) > \nu(Cl^-)$.

Найдем, во сколько раз ионов бария больше:

$\frac{\nu(Ba^{2+})}{\nu(Cl^-)} = \frac{0,03 \text{ моль}}{0,02 \text{ моль}} = 1,5$

В исходной смеси ионов бария в 1,5 раза больше, чем ионов хлора.

Ответ:

1) Уравнения реакции: $BaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NaCl$; $Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$; $Ba^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow BaCO_3 \downarrow$.

2) Массовая доля $BaCO_3$ составляет 65,45%, массовая доля $BaCl_2$ — 34,55%.

3) В исходной смеси ионов бария ($Ba^{2+}$) больше, чем ионов хлора ($Cl^-$), в 1,5 раза.

10. Взаимодействие возможно между следующими парами веществ:

1. Хлороводород (соляная кислота) и гидроксид натрия (реакция нейтрализации):

Молекулярная форма: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

Полная ионная форма: $H^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + H_2O$

Сокращенная ионная форма: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

2. Хлороводород (соляная кислота) и карбонат натрия (реакция с выделением газа):

Молекулярная форма: $2HCl + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

Полная ионная форма: $2H^+ + 2Cl^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сокращенная ионная форма: $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$

3. Гидроксид натрия и сульфат железа(II) (реакция с образованием осадка):

Молекулярная форма: $2NaOH + FeSO_4 \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Полная ионная форма: $2Na^+ + 2OH^- + Fe^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенная ионная форма: $Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$

4. Карбонат натрия и сульфат железа(II) (реакция с образованием осадка):

Молекулярная форма: $Na_2CO_3 + FeSO_4 \rightarrow FeCO_3 \downarrow + Na_2SO_4$

Полная ионная форма: $2Na^+ + CO_3^{2-} + Fe^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow FeCO_3 \downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенная ионная форма: $Fe^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow FeCO_3 \downarrow$

Ответ: Четыре возможных уравнения реакций приведены выше.