Вариант 3, страница 62 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Оксиды — это бинарные соединения химических элементов с кислородом. Среди предложенных вариантов:

• а) $H_2SO_3$ — сернистая кислота.
• б) $Fe_2(SO_4)_3$ — сульфат железа(III), соль.
• в) $NaOH$ — гидроксид натрия, основание (щёлочь).
• г) $CuO$ — оксид меди(II), оксид.

Следовательно, оксидом является $CuO$.

Ответ: г) $CuO$.

2. Основания — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла (или иона аммония $NH_4^+$) и одной или нескольких гидроксогрупп ($-OH$). Проанализируем ряды:

• а) $KOH$ (основание), $H_3PO_4$ (кислота), $H_2SiO_3$ (кислота).
• б) $Ca(OH)_2$ (основание), $K_3PO_4$ (соль), $H_2S$ (кислота).
• в) $Zn(OH)_2$ (амфотерный гидроксид), $KNO_3$ (соль), $H_2CO_3$ (кислота).
• г) $Cu(OH)_2$ (основание), $NaOH$ (основание), $KOH$ (основание).

Только в ряду г) все вещества являются основаниями.

Ответ: г) $Cu(OH)_2, NaOH, KOH$.

3. Рассмотрим каждое утверждение:

1. $P_2O_5$ – основный оксид. Неверно. Оксид фосфора(V) является кислотным оксидом, ему соответствует фосфорная кислота ($H_3PO_4$).
2. $H_2S$ – многоосновная бескислородная кислота. Верно. Сероводородная кислота является двухосновной (т.к. содержит два атома водорода, способных замещаться на металл) и не содержит кислорода.
3. $NaOH$ – растворимое основание. Верно. Гидроксид натрия является щёлочью, то есть хорошо растворимым в воде основанием.
4. $MgO$ – основный оксид. Верно. Оксид магния является оксидом щелочноземельного металла и проявляет основные свойства.

Верными являются утверждения 2, 3 и 4.

Ответ: в) 2, 3, 4.

4. Установим соответствие:

• 1) $K_2SO_4$ – это соль, образованная катионом калия ($K^+$) и анионом серной кислоты ($SO_4^{2-}$), называется сульфат калия. Соответствует г).
• 2) $CO_2$ – это оксид углерода, где степень окисления углерода +4, называется оксид углерода(IV). Соответствует в).
• 3) $K_2SO_3$ – это соль, образованная катионом калия ($K^+$) и анионом сернистой кислоты ($SO_3^{2-}$), называется сульфит калия. Соответствует а).
• 4) $Al(OH)_3$ – это основание (амфотерный гидроксид), называется гидроксид алюминия. Соответствует б).

Таким образом, получаем соответствие: 1г, 2в, 3а, 4б.

Ответ: в) 1г, 2в, 3а, 4б.

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

• а) $K_3PO_4$ (K⁺, $PO_4^{3-}$ - верно), $CaO$ (Ca²⁺, O²⁻ - верно), $Al(OH)_3$ (Al³⁺, OH⁻ - верно). Все формулы верны.
• б) $KSO_3$ (неверно, должно быть $K_2SO_3$), $MgO$ (верно), $FeOH$ (неверно, должно быть $Fe(OH)_2$ или $Fe(OH)_3$).
• в) $CaOH$ (неверно, должно быть $Ca(OH)_2$), $SO_2$ (верно), $CaSiO_3$ (верно).
• г) $NO$ (верно), $NaOH$ (верно), $CaNO_3$ (неверно, должно быть $Ca(NO_3)_2$).

Ответ: а) $K_3PO_4, CaO, Al(OH)_3$.

6. Проанализируем возможность протекания реакций:

1. $Na_2O + SO_2 \rightarrow$ - возможна реакция между основным оксидом и кислотным оксидом с образованием соли: $Na_2O + SO_2 \rightarrow Na_2SO_3$.
2. $HCl + SO_2 \rightarrow$ - невозможна, так как кислота не реагирует с кислотным оксидом.
3. $NaOH + SO_2 \rightarrow$ - возможна реакция между щёлочью и кислотным оксидом с образованием соли и воды: $2NaOH + SO_2 \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$.
4. $H_2O + SO_2 \rightarrow$ - возможна реакция с образованием кислоты: $H_2O + SO_2 \rightleftharpoons H_2SO_3$.

Возможны реакции 1, 3, 4.

Ответ: б) 1, 3, 4.

7. Рассмотрим взаимодействие каждого вещества с раствором сульфата меди(II) ($CuSO_4$):

• $KOH$: $CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4$. Реакция идет, так как образуется нерастворимый гидроксид меди(II).
• $HNO_3$: Реакция не идет, так как не образуется осадок, газ или слабый электролит.
• $Ag$: Реакция не идет, так как серебро менее активный металл, чем медь, и не может вытеснить ее из раствора соли.
• $KCl$: $CuSO_4 + 2KCl \rightarrow CuCl_2 + K_2SO_4$. Реакция не идет, так как все вещества в растворе диссоциируют на ионы, видимых изменений нет.
• $Ba(NO_3)_2$: $CuSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + Cu(NO_3)_2$. Реакция идет, так как образуется нерастворимый сульфат бария.
• $Mg$: $CuSO_4 + Mg \rightarrow MgSO_4 + Cu$. Реакция идет, так как магний более активный металл, чем медь.

Всего 3 вещества реагируют с раствором сульфата меди(II).

Ответ: в) 3.

8. 1) Уравнение реакции взаимодействия гидроксида калия (щёлочь) с оксидом углерода(IV) (кислотный оксид) с образованием карбоната калия (соль) и воды:

$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

2)

Дано:

$m(K_2CO_3) = 29,6 \text{ г}$

Найти:

$m(KOH) = ?$

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы веществ:

$M(K_2CO_3) = 2 \cdot 39 + 12 + 3 \cdot 16 = 78 + 12 + 48 = 138 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества полученной соли $K_2CO_3$:

$\nu(K_2CO_3) = \frac{m(K_2CO_3)}{M(K_2CO_3)} = \frac{29,6 \text{ г}}{138 \text{ г/моль}} \approx 0,2145 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции $2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$ соотношение количеств вещества щёлочи и соли составляет $\nu(KOH) : \nu(K_2CO_3) = 2 : 1$.

$\nu(KOH) = 2 \cdot \nu(K_2CO_3) = 2 \cdot 0,2145 \text{ моль} = 0,429 \text{ моль}$

4. Вычислим массу гидроксида калия:

$m(KOH) = \nu(KOH) \cdot M(KOH) = 0,429 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} \approx 24,0 \text{ г}$

Ответ: масса щёлочи, вступившей в реакцию, равна 24,0 г.

9. 1) Химическая формула оксида железа(II): $FeO$. Химическая формула оксида железа(III): $Fe_2O_3$.

2) Уравнение реакции взаимодействия оксида железа(III) (основный оксид) с соляной кислотой с образованием хлорида железа(III) (соль) и воды:

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

3)

Дано:

$m(Fe_2O_3) = 16 \text{ кг}$

$m(Fe_2O_3) = 16000 \text{ г}$

Найти:

$\nu(FeCl_3) = ?$

$m(FeCl_3) = ?$

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы веществ:

$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160 \text{ г/моль}$

$M(FeCl_3) = 56 + 3 \cdot 35,5 = 56 + 106,5 = 162,5 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества оксида железа(III):

$\nu(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{16000 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 100 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции $Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$ соотношение количеств вещества оксида и соли составляет $\nu(Fe_2O_3) : \nu(FeCl_3) = 1 : 2$.

$\nu(FeCl_3) = 2 \cdot \nu(Fe_2O_3) = 2 \cdot 100 \text{ моль} = 200 \text{ моль}$

4. Вычислим массу хлорида железа(III):

$m(FeCl_3) = \nu(FeCl_3) \cdot M(FeCl_3) = 200 \text{ моль} \cdot 162,5 \text{ г/моль} = 32500 \text{ г} = 32,5 \text{ кг}$

Ответ: химическое количество хлорида железа(III) равно 200 моль, масса равна 32,5 кг.

10. 1) В схеме магний → +X → сульфат магния, вещество X должно содержать сульфат-ион. Наиболее простой способ - реакция магния с серной кислотой. Вещество X — серная кислота, формула $H_2SO_4$.

2) Уравнение реакции:

$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$

3) Два других способа получения сульфата магния:

1. Взаимодействие оксида магния с серной кислотой:

$MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

2. Взаимодействие гидроксида магния с серной кислотой:

$Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$

4)

Дано:

$m(Mg \text{ в } MgSO_4) = 2 \text{ г}$

Вещество X: $H_2SO_4$

Найти:

$m(H_2SO_4) = ?$

Решение:

1. Согласно уравнению реакции $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2$, весь магний из реагента переходит в продукт, сульфат магния. Следовательно, для получения сульфата магния, содержащего 2 г магния, необходимо взять 2 г магния.

$m(Mg) = 2 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярные массы:

$M(Mg) = 24 \text{ г/моль}$

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

3. Найдем количество вещества магния:

$\nu(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{2 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} = \frac{1}{12} \text{ моль}$

4. По уравнению реакции соотношение количеств вещества $\nu(Mg) : \nu(H_2SO_4) = 1 : 1$.

$\nu(H_2SO_4) = \nu(Mg) = \frac{1}{12} \text{ моль}$

5. Вычислим массу серной кислоты (вещества X):

$m(H_2SO_4) = \nu(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = \frac{1}{12} \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} \approx 8,17 \text{ г}$

Ответ: масса вещества X (серной кислоты) равна 8,17 г.