Вариант 4, страница 97 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Шведский химик Карл Вильгельм Шееле, открыв газ, поддерживающий дыхание и горение, назвал его «огненным воздухом». Исторически это название относится к кислороду. Азот, напротив, называли «удушливым» или «безжизненным воздухом», так как он не поддерживал горение и дыхание.

Ответ: а) кислород.

2. Галогены — это элементы 17-й группы (VIIA) периодической системы. В виде простых веществ при нормальных условиях они существуют в виде двухатомных молекул (F₂, Cl₂, Br₂, I₂). Йод (I) — это галоген, следовательно, формула его простого вещества — I₂.

Ответ: в) I₂.

3. Молекула фторида кислорода (OF₂) в целом электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в ней равна нулю. Фтор является самым электроотрицательным элементом, и его степень окисления в соединениях всегда равна –1. Пусть степень окисления кислорода равна $x$. Тогда составляем уравнение: $x + 2 \cdot (–1) = 0$. Решая уравнение, получаем $x - 2 = 0$, откуда $x = +2$.

Ответ: а) +2.

4. При комнатной температуре из перечисленных простых веществ:

• Хлор (Cl₂) — желто-зеленый газ.
• Бром (Br₂) — красно-бурая жидкость.
• Йод (I₂) — твёрдое кристаллическое вещество серо-чёрного цвета с металлическим блеском, пары которого имеют фиолетовый цвет.
• Водород (H₂) — бесцветный газ.

Следовательно, кристаллами фиолетового (темно-фиолетового) цвета является йод.

Ответ: в) I₂.

5. По условию, газообразное вещество А вступает в реакцию соединения с хлором с образованием продукта состава ACl. Это означает, что один атом вещества А соединяется с одним атомом хлора.

• а) H₂ (газ): $H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$. Продукт HCl соответствует формуле ACl (где A=H).
• б) K (твёрдое вещество): $2K + Cl_2 \rightarrow 2KCl$. Вещество не является газом.
• в) S (твёрдое вещество): $S + Cl_2 \rightarrow SCl_2$. Формула продукта не соответствует.
• г) Al (твёрдое вещество): $2Al + 3Cl_2 \rightarrow 2AlCl_3$. Формула продукта не соответствует.

Единственный подходящий вариант — водород H₂.

Ответ: а) H₂.

6. В обоих разбавленных растворах, хлороводородной кислоте (HCl) и хлориде натрия (NaCl), присутствует хлорид-ион (Cl⁻). Следовательно, реактив на Cl⁻, такой как нитрат серебра (AgNO₃), даст одинаковый результат (белый осадок AgCl) и не позволит различить растворы. Однако HCl является кислотой (содержит ионы H⁺), а NaCl — нейтральная соль. Кислоты реагируют с солями слабых кислот. Сульфид калия K₂S — соль слабой сероводородной кислоты (H₂S). При добавлении K₂S к HCl произойдёт реакция с выделением газа сероводорода с неприятным запахом: $K_2S + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2S\uparrow$. С раствором NaCl видимых изменений не произойдет.

Ответ: б) K₂S.

7. Оксид состава Э₂O образуется элементом Э, который проявляет в этом соединении степень окисления +1.

• Алюминий (Al) образует оксид Al₂O₃ (степень окисления +3).
• Водород (H) образует оксид H₂O (степень окисления +1). Формула соответствует типу Э₂O.
• Цинк (Zn) образует оксид ZnO (степень окисления +2).
• Фосфор (P) образует оксиды P₂O₃ и P₂O₅ (степени окисления +3 и +5).

Следовательно, элементом Э является водород.

Ответ: в) водородом.

8.1) Укажите модель молекулы вещества Y и его химическую формулу:

Вещество Y реагирует с раствором гидроксида натрия (щелочью) с образованием соли Na₂SO₃ (сульфит натрия). Такая соль образуется при взаимодействии кислотного оксида серы(IV) (SO₂) с щелочью. Следовательно, вещество Y — это диоксид серы, его формула SO₂. Молекула SO₂ имеет угловое (изогнутое) строение, так как у центрального атома серы, кроме двух связей с кислородом, есть одна неподеленная электронная пара. Этому строению соответствует модель, изображенная под буквой а).

Ответ: Модель а), химическая формула — SO₂.

2) Составьте уравнение химической реакции между веществом Y и щелочью.

Реакция между диоксидом серы (кислотным оксидом) и гидроксидом натрия (щелочью) является реакцией нейтрализации.

Ответ: $SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$.

9. Необходимо составить три уравнения для следующей цепочки превращений: $S \rightarrow H_2S \rightarrow K_2S \rightarrow CuS$.

1. Получение сероводорода из серы. Это реакция прямого синтеза при нагревании.
2. Получение сульфида калия из сероводорода. Это реакция сероводорода (слабой кислоты) с гидроксидом калия (сильным основанием).
3. Получение сульфида меди(II) из сульфида калия. Это реакция ионного обмена между раствором сульфида калия и раствором соли меди(II), в результате которой выпадает нерастворимый осадок CuS.

Ответ:

1) $S + H_2 \xrightarrow{t^\circ} H_2S$

2) $H_2S + 2KOH \rightarrow K_2S + 2H_2O$

3) $K_2S + CuSO_4 \rightarrow CuS\downarrow + K_2SO_4$

10.1) Составьте уравнение указанной химической реакции.

Реакция между цинком и соляной кислотой является реакцией замещения, в ходе которой цинк вытесняет водород из кислоты.

Ответ: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$.

2) Укажите тип химической реакции.

В этой реакции простое вещество (цинк) взаимодействует со сложным веществом (соляная кислота), в результате чего образуются новое простое вещество (водород) и новое сложное вещество (хлорид цинка). Такие реакции называются реакциями замещения.

Ответ: Реакция замещения.

3) Укажите окислитель и восстановитель, покажите процессы окисления и восстановления.

Определим степени окисления элементов до и после реакции: $Zn^0 + 2H^{+1}Cl^{-1} \rightarrow Zn^{+2}Cl_2^{-1} + H_2^0$.

• Цинк ($Zn^0$) отдает 2 электрона и повышает свою степень окисления до +2. Он окисляется и является восстановителем.
• Ионы водорода ($H^{+1}$) принимают по 1 электрону и понижают свою степень окисления до 0. Они восстанавливаются и являются окислителем.

Ответ:

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ (процесс окисления, Zn — восстановитель).

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (процесс восстановления, H⁺ (в составе HCl) — окислитель).

4) Вычислите объем (н. у.) водорода, который можно получить, имея в распоряжении цинк массой 15,6 г и 16%-ный по массе раствор хлороводородной кислоты объемом 200 см³ (плотность раствора равна 1,08 г/см³).

Дано:

$m(Zn) = 15,6 \text{ г}$

$V(р-ра HCl) = 200 \text{ см}^3$

$\omega(HCl) = 16\% = 0,16$

$\rho(р-ра HCl) = 1,08 \text{ г/см}^3$

Найти:

$V(H_2)$ — ?

Решение:

1. Уравнение реакции: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$.

2. Найдем количество вещества (моль) цинка. Молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65 \text{ г/моль}$.

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{15,6 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,24 \text{ моль}$.

3. Найдем массу и количество вещества хлороводорода. Молярная масса $M(HCl) \approx 36,5 \text{ г/моль}$.

Масса раствора HCl: $m(р-ра HCl) = V(р-ра HCl) \cdot \rho(р-ра HCl) = 200 \text{ см}^3 \cdot 1,08 \text{ г/см}^3 = 216 \text{ г}$.

Масса чистого HCl: $m(HCl) = m(р-ра HCl) \cdot \omega(HCl) = 216 \text{ г} \cdot 0,16 = 34,56 \text{ г}$.

Количество вещества HCl: $n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{34,56 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} \approx 0,947 \text{ моль}$.

4. Определим, какое из веществ находится в недостатке (лимитирующий реагент).

По уравнению реакции, на 1 моль Zn требуется 2 моль HCl.

Для реакции с 0,24 моль Zn необходимо: $n_{необх.}(HCl) = 2 \cdot n(Zn) = 2 \cdot 0,24 \text{ моль} = 0,48 \text{ моль}$.

В наличии имеется 0,947 моль HCl. Так как $0,947 > 0,48$, соляная кислота находится в избытке, а цинк — в недостатке. Расчет продукта ведется по недостатку.

5. Рассчитаем количество вещества и объем водорода.

По уравнению реакции, из 1 моль Zn образуется 1 моль H₂. Значит, $n(H_2) = n(Zn) = 0,24 \text{ моль}$.

Объем водорода при нормальных условиях (н. у.), где молярный объем $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,24 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 5,376 \text{ л}$.

Ответ: 5,376 л.