Вариант 2, страница 77 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Укажите вещество с ковалентной неполярной связью

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного и того же химического элемента-неметалла. В данном списке это иод ($I_2$) и кислород ($O_2$). Бромид калия ($KBr$) — вещество с ионной связью, так как образован металлом и неметаллом. Бромоводород ($HBr$) — вещество с ковалентной полярной связью, так как образован разными неметаллами. Поскольку в задании требуется указать одно вещество, выберем кислород.

Ответ: г) кислород.

2. Кто из учащихся прав?

а) Катя неправа. Медь, как и все металлы, является хорошим проводником теплоты.

б) Вася неправ. Свойства вещества напрямую определяются его внутренним строением (типом кристаллической решетки и видом химической связи).

в) Саша неправ. Медь действительно проводит электрический ток, но причиной этому является наличие металлической кристаллической решетки, а не ионной.

г) Леша прав. Медь — это металл, и она имеет металлическую кристаллическую структуру. Эта структура состоит из положительных ионов металла и свободно перемещающихся между ними электронов («электронного газа»), что и обуславливает высокую электро- и теплопроводность металлов.

Ответ: г) Леша, который считает структуру меди металлической.

3. При горении угля в мангале углерод окисляется кислородом воздуха, выделяются углекислый газ (CO₂) и теплота. Какую степень окисления приобретает при этом углерод?

Реакция горения угля (углерода C) описывается уравнением: $C + O_2 \rightarrow CO_2$.

Углерод в виде простого вещества имеет степень окисления 0. В молекуле углекислого газа ($CO_2$) кислород, как более электроотрицательный элемент, имеет степень окисления -2. Молекула $CO_2$ электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в ней равна нулю. Пусть степень окисления углерода равна $x$. Тогда:

$x + 2 \times (-2) = 0$

$x - 4 = 0$

$x = +4$

Таким образом, углерод в углекислом газе приобретает степень окисления +4.

Ответ: б) +4.

4. Выполняя домашний эксперимент по изучению растворимости различных веществ в воде, учащийся записал в тетради: медь, песок, стекло. Как вы считаете, какие вещества он изучал?

Медь (металл), песок (в основном, диоксид кремния $SiO_2$) и стекло (аморфный диоксид кремния с примесями) не растворяются в воде при обычных условиях. Их растворимость настолько мала, что их относят к практически нерастворимым веществам.

Ответ: б) практически нерастворимые.

5. При резком открывании бутылки с газированной водой жидкость «шипит», летят брызги воды. Почему так происходит?

В закрытой бутылке с газированной водой углекислый газ ($CO_2$) растворен в воде под высоким давлением. Согласно закону Генри, растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над жидкостью. При резком открывании бутылки давление над водой падает до атмосферного. В результате растворимость $CO_2$ резко уменьшается, и избыток растворенного газа начинает бурно выделяться из воды в виде множества пузырьков. Эти пузырьки, поднимаясь на поверхность, увлекают за собой капли воды, что мы воспринимаем как «шипение» и разбрызгивание.

Ответ: г) давление понизилось, растворимость газов, растворенных в воде, уменьшилась, газ стал активно выделяться в виде пузырьков, вынося за собой капли жидкости.

6. Что вы посоветуете сделать в домашних условиях для доказательства наличия солей в минеральной воде?

Минеральная вода представляет собой раствор различных солей в воде. Соли — это нелетучие вещества. Чтобы доказать их наличие, нужно удалить растворитель — воду. Самый простой способ сделать это в домашних условиях — выпаривание. Если налить минеральную воду в чистую посуду (например, на тарелку или в кастрюлю) и нагреть до полного испарения воды, на дне и стенках посуды останется белый или сероватый налет — это и есть растворенные соли.

Ответ: а) Выпарить воду.

7. В какой кружке чай наименее сладкий?

Сладость чая зависит от концентрации сахара, то есть от отношения количества сахара к объему чая. Сравним концентрацию в каждом случае, приняв объем полной кружки за V, а массу одного кусочка сахара за m.

а) Концентрация = $\frac{m}{0.5V} = \frac{2m}{V}$

б) Концентрация = $\frac{2m}{V}$

в) Концентрация = $\frac{3m}{V}$

г) Концентрация = $\frac{m}{V}$

Сравнивая полученные значения, видим, что наименьшая концентрация сахара в кружке г ($\frac{m}{V}$). Следовательно, этот чай будет наименее сладким.

Ответ: г) полная кружка чая и 1 кусочек сахара.

8. В учебнике химии Аня обнаружила запись...

1) Что показывает приведенная запись?

Запись $s(KNO_3) = 21,2 \text{ г/100 г } H_2O$ при $t = 70 °C$ показывает коэффициент растворимости нитрата калия. Это означает, что при температуре $70 °C$ в $100$ граммах воды можно растворить максимально $21,2$ грамма нитрата калия для получения насыщенного раствора.

Ответ: Запись показывает коэффициент растворимости нитрата калия в воде при температуре $70 °C$.

2) Вычислите максимальную массу нитрата калия, который может раствориться в воде массой 150 г при температуре 70 °C.

Дано:

$s(KNO_3) = 21,2 \text{ г/100 г } H_2O$

$m(H_2O) = 150 \text{ г}$

Найти:

$m_{max}(KNO_3)$

Решение:

Исходя из данных о растворимости, составим пропорцию:

в $100$ г воды растворяется $21,2$ г $KNO_3$;

в $150$ г воды растворяется $x$ г $KNO_3$.

$ \frac{21,2 \text{ г}}{100 \text{ г}} = \frac{x}{150 \text{ г}} $

Решаем пропорцию относительно $x$:

$ x = \frac{21,2 \text{ г} \times 150 \text{ г}}{100 \text{ г}} = 21,2 \times 1,5 = 31,8 \text{ г} $

Ответ: $31,8$ г.

9. На Минской овощной фабрике...

1) Запишите формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества в растворе.

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) вычисляется как отношение массы растворенного вещества ($m_{в-ва}$) к общей массе раствора ($m_{р-ра}$):

$ \omega = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}} $

Для выражения в процентах, результат умножают на 100%.

Ответ: $ \omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} $.

2) Найдите массу (г) соли и объем (см³) воды, необходимые для приготовления указанного раствора.

Дано:

$m_{р-ра} = 10 \text{ кг}$

$\omega(Ca(NO_3)_2) = 1,0 \% = 0,01$

$\rho(H_2O) \approx 1 \text{ г/см}^3$

Перевод в СИ не требуется, так как ответы нужны в граммах и см³.

$m_{р-ра} = 10 \text{ кг} = 10000 \text{ г}$

Найти:

$m(Ca(NO_3)_2)$

$V(H_2O)$

Решение:

1. Находим массу соли $Ca(NO_3)_2$:

$ m(Ca(NO_3)_2) = m_{р-ра} \times \omega(Ca(NO_3)_2) = 10000 \text{ г} \times 0,01 = 100 \text{ г} $

2. Находим массу воды:

$ m(H_2O) = m_{р-ра} - m(Ca(NO_3)_2) = 10000 \text{ г} - 100 \text{ г} = 9900 \text{ г} $

3. Находим объем воды, используя ее плотность:

$ V(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{\rho(H_2O)} = \frac{9900 \text{ г}}{1 \text{ г/см}^3} = 9900 \text{ см}^3 $

Ответ: масса соли $100$ г, объем воды $9900$ см³.

3) Вычислите молярную концентрацию соли в растворе, приняв его плотность за 1 г/см³.

Дано:

$m(Ca(NO_3)_2) = 100 \text{ г}$

$m_{р-ра} = 10000 \text{ г}$

$\rho_{р-ра} = 1 \text{ г/см}^3 = 1000 \text{ г/л}$

Найти:

$C_M(Ca(NO_3)_2)$

Решение:

1. Молярная концентрация ($C_M$) определяется по формуле $C_M = \frac{n}{V_{р-ра}}$, где n - количество вещества (моль), а V - объем раствора (л).

2. Найдем количество вещества $Ca(NO_3)_2$. Для этого вычислим молярную массу $M(Ca(NO_3)_2)$:

$ M(Ca(NO_3)_2) = 40,08 + 2 \times (14,01 + 3 \times 16,00) = 164,1 \text{ г/моль} $

$ n(Ca(NO_3)_2) = \frac{m(Ca(NO_3)_2)}{M(Ca(NO_3)_2)} = \frac{100 \text{ г}}{164,1 \text{ г/моль}} \approx 0,6094 \text{ моль} $

3. Найдем объем раствора:

$ V_{р-ра} = \frac{m_{р-ра}}{\rho_{р-ра}} = \frac{10000 \text{ г}}{1 \text{ г/см}^3} = 10000 \text{ см}^3 = 10 \text{ л} $

4. Рассчитаем молярную концентрацию:

$ C_M = \frac{n(Ca(NO_3)_2)}{V_{р-ра}} = \frac{0,6094 \text{ моль}}{10 \text{ л}} \approx 0,0609 \text{ моль/л} $

Ответ: $0,061$ моль/л.

10. Хлорид бария применяют...

1) Запишите химическую формулу хлорида бария. Каким видом химической связи образовано это вещество?

Барий (Ba) — металл II группы, его ион имеет заряд +2 ($Ba^{2+}$). Хлор (Cl) — неметалл VII группы, его ион имеет заряд -1 ($Cl^{-}$). Для образования электронейтрального соединения требуется два иона хлора на один ион бария. Формула — $BaCl_2$. Связь между атомами металла и неметалла является ионной.

Ответ: Химическая формула - $BaCl_2$. Вид химической связи - ионная.

2) Составьте уравнение химической реакции взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в водном растворе. Пользуясь таблицей растворимости, укажите вещество, выпавшее в осадок.

Реакция обмена между хлоридом бария и сульфатом натрия:

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$

Согласно таблице растворимости, сульфат бария ($BaSO_4$) является нерастворимым веществом и выпадает в осадок.

Ответ: $BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$. В осадок выпадает сульфат бария ($BaSO_4$).

3) Укажите тип описанной химической реакции.

Данная реакция, в ходе которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями, является реакцией ионного обмена (или реакцией обмена).

Ответ: Реакция ионного обмена.

4) Вычислите массу осадка, который образовался при добавлении раствора хлорида бария к 5%-ному раствору сульфата натрия массой 30 г.

Дано:

$m_{р-ра}(Na_2SO_4) = 30 \text{ г}$

$\omega(Na_2SO_4) = 5 \% = 0,05$

Раствор $BaCl_2$ добавлен в избытке.

Найти:

$m(BaSO_4)$

Решение:

1. Находим массу чистого сульфата натрия в растворе:

$ m(Na_2SO_4) = m_{р-ра}(Na_2SO_4) \times \omega(Na_2SO_4) = 30 \text{ г} \times 0,05 = 1,5 \text{ г} $

2. Рассчитываем количество вещества сульфата натрия ($n = m/M$):

$ M(Na_2SO_4) = 2 \times 23,0 + 32,1 + 4 \times 16,0 = 142,1 \text{ г/моль} $

$ n(Na_2SO_4) = \frac{1,5 \text{ г}}{142,1 \text{ г/моль}} \approx 0,01056 \text{ моль} $

3. По уравнению реакции $BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$ видим, что из 1 моль $Na_2SO_4$ образуется 1 моль $BaSO_4$. Следовательно:

$ n(BaSO_4) = n(Na_2SO_4) \approx 0,01056 \text{ моль} $

4. Находим массу осадка сульфата бария ($m = n \times M$):

$ M(BaSO_4) = 137,3 + 32,1 + 4 \times 16,0 = 233,4 \text{ г/моль} $

$ m(BaSO_4) = 0,01056 \text{ моль} \times 233,4 \text{ г/моль} \approx 2,46 \text{ г} $

Ответ: $2,46$ г.