Вариант 4, страница 103 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Аллотропные модификации – это различные простые вещества, образованные одним и тем же химическим элементом. Для углерода известны такие модификации, как алмаз, графит, карбин, фуллерены, графен и другие. Кислород и озон – модификации кислорода. Сера ромбическая и пластическая – модификации серы. Сульфид и сульфат – это анионы, а не простые вещества.

Ответ: в) графит и фуллерены.

2. Степень окисления химического элемента в соединении определяется исходя из электроотрицательности связанных с ним атомов. В большинстве соединений степень окисления кислорода –2, водорода +1, хлора –1.

а) $SiCl_4$: степень окисления кремния $x + 4 \cdot (-1) = 0 \implies x = +4$.

б) $SiO$: степень окисления кремния $x + (-2) = 0 \implies x = +2$.

в) $H_2SiO_3$: степень окисления кремния $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies x = +4$.

г) $SiO_2$: степень окисления кремния $x + 2 \cdot (-2) = 0 \implies x = +4$.

Следовательно, кремний не проявляет степень окисления +4 в оксиде кремния(II).

Ответ: б) $SiO$.

3. Газ А является ядовитым и не изменяет окраску индикаторов при растворении в воде. Это означает, что он не образует ни кислот, ни оснований.

а) Углекислый газ ($CO_2$) образует слабую угольную кислоту.

б) Аммиак ($NH_3$) образует слабое основание, гидрат аммиака.

в) Сернистый газ ($SO_2$) образует сернистую кислоту.

г) Угарный газ ($CO$) – очень ядовитый газ, который практически нерастворим в воде и является несолеобразующим оксидом, поэтому он не изменяет окраску индикаторов.

Ответ: г) угарный газ.

4. Для обнаружения фосфат-ионов ($PO_4^{3-}$) в растворе используют качественную реакцию с ионами серебра ($Ag^+$). При взаимодействии растворимых фосфатов (например, фосфата натрия $Na_3PO_4$) с раствором нитрата серебра(I) ($AgNO_3$) выпадает характерный осадок фосфата серебра($I$) ($Ag_3PO_4$) ярко-желтого цвета.

$3AgNO_3 + Na_3PO_4 \rightarrow Ag_3PO_4 \downarrow + 3NaNO_3$

Ответ: г) нитрат серебра(I).

5. Оксид состава $ЭО_2$ – это оксид, в котором элемент Э проявляет степень окисления +4. Рассмотрим предложенные реакции:

а) $H_2SiO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2O$ (образуется соль и вода).

б) $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$ (образуется оксид фосфора(V)).

в) $N_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2NO$ (образуется оксид азота(II)).

г) $CuO + CO \xrightarrow{t} Cu + CO_2$ (образуется оксид углерода(IV), $CO_2$, который соответствует формуле $ЭО_2$).

Ответ: г) оксидом меди(II) и оксидом углерода(II).

6. Взаимодействие фосфорной кислоты ($H_3PO_4$) с избытком гидроксида натрия ($NaOH$) является реакцией полной нейтрализации, в результате которой образуется средняя соль (фосфат натрия) и вода.

Уравнение реакции:

$3NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

Сумма коэффициентов в уравнении: $3 + 1 + 1 + 3 = 8$.

Ответ: г) 8.

7. Чтобы различить растворы нитрата натрия ($NaNO_3$) и карбоната натрия ($Na_2CO_3$), нужно использовать реагент, который по-разному взаимодействует с ними. Карбонат-ион ($CO_3^{2-}$) вступает в реакцию с сильными кислотами с выделением углекислого газа. Нитрат-ион ($NO_3^−$) с кислотами не реагирует с видимыми изменениями.

При добавлении соляной кислоты ($HCl$) к карбонату натрия будет наблюдаться выделение пузырьков газа:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

С нитратом натрия видимой реакции не произойдет.

Ответ: в) $HCl$.

8. 1) Вещество Y реагирует с основанием (гидроксидом натрия $NaOH$) с образованием соли нитрата натрия ($NaNO_3$). Реакция между кислотой и основанием с образованием соли и воды называется реакцией нейтрализации. Следовательно, вещество Y — это кислота, анион которой входит в состав соли $NaNO_3$. Это азотная кислота.

Ответ: Химическая формула вещества Y — $HNO_3$.

2) Уравнение реакции нейтрализации между азотной кислотой (вещество Y) и гидроксидом натрия:

Ответ: $HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$.

9. 1. $N_2 + 3H_2 \xrightarrow{t, p, \text{кат.}} 2NH_3$

2. $NH_3 + HNO_3 \rightarrow NH_4NO_3$

3. $NH_4NO_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaNO_3 + NH_3 \uparrow + H_2O$

10. 1) Составьте уравнение указанной химической реакции.

Нитрат аммония (аммиачная селитра) получают взаимодействием аммиака и азотной кислоты.

Ответ: $NH_3 + HNO_3 \rightarrow NH_4NO_3$.

2) Укажите тип химической реакции.

В этой реакции из двух исходных веществ (аммиак и азотная кислота) образуется одно более сложное вещество (нитрат аммония).

Ответ: Реакция соединения.

3) Садовод-любитель прочитал, что под каждое плодовое дерево необходимо внести 38,5 г азота. На его участке 15 деревьев. Вычислите массу нитрата аммония, необходимого садоводу-любителю для подкормки всех деревьев.

Дано:

$m(N)_{\text{на 1 дерево}} = 38,5 \text{ г}$

$N_{\text{деревьев}} = 15$

Вещество: $NH_4NO_3$

Найти:

$m(NH_4NO_3)_{\text{общ}} - ?$

Решение:

1. Найдем общую массу азота, необходимую для подкормки всех деревьев:

$m(N)_{\text{общ}} = m(N)_{\text{на 1 дерево}} \cdot N_{\text{деревьев}} = 38,5 \text{ г} \cdot 15 = 577,5 \text{ г}$.

2. Рассчитаем молярную массу нитрата аммония ($NH_4NO_3$):

$M(NH_4NO_3) = 14,01 \cdot 2 + 1,01 \cdot 4 + 16,00 \cdot 3 = 28,02 + 4,04 + 48,00 = 80,06 \text{ г/моль} \approx 80 \text{ г/моль}$.

3. Определим массовую долю азота ($\omega(N)$) в нитрате аммония. В одной формульной единице $NH_4NO_3$ содержатся 2 атома азота:

$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{M(NH_4NO_3)} = \frac{2 \cdot 14}{80} = \frac{28}{80} = 0,35$.

4. Вычислим массу нитрата аммония, содержащую 577,5 г азота:

$m(NH_4NO_3) = \frac{m(N)_{\text{общ}}}{\omega(N)} = \frac{577,5 \text{ г}}{0,35} = 1650 \text{ г}$.

Ответ: 1650 г.

4) Вычислите объем (н. у.) аммиака, который расходуется для синтеза аммиачной селитры, затраченной садоводом-любителем для подкормки деревьев, если предположить, что выход реакции составляет 69 %.

Дано:

$m_{\text{практ.}}(NH_4NO_3) = 1650 \text{ г}$

$\eta = 69 \% = 0,69$

$V_m = 22,4 \text{ л/моль}$ (молярный объем газа при н. у.)

Найти:

$V(NH_3) - ?$

Решение:

1. Уравнение реакции: $NH_3 + HNO_3 \rightarrow NH_4NO_3$.

2. Найдем количество вещества (моль) полученного нитрата аммония (практический выход):

$n_{\text{практ.}}(NH_4NO_3) = \frac{m_{\text{практ.}}(NH_4NO_3)}{M(NH_4NO_3)} = \frac{1650 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 20,625 \text{ моль}$.

3. Рассчитаем теоретическое количество нитрата аммония, которое должно было получиться при 100% выходе:

$\eta = \frac{n_{\text{практ.}}}{n_{\text{теор.}}} \implies n_{\text{теор.}} = \frac{n_{\text{практ.}}}{\eta}$

$n_{\text{теор.}}(NH_4NO_3) = \frac{20,625 \text{ моль}}{0,69} \approx 29,8913 \text{ моль}$.

4. По уравнению реакции, для получения 1 моль $NH_4NO_3$ требуется 1 моль $NH_3$. Следовательно, количество вещества аммиака, которое должно вступить в реакцию, равно теоретическому количеству вещества продукта:

$n(NH_3) = n_{\text{теор.}}(NH_4NO_3) \approx 29,8913 \text{ моль}$.

5. Найдем объем этого количества аммиака при нормальных условиях (н. у.):

$V(NH_3) = n(NH_3) \cdot V_m = 29,8913 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 669,565 \text{ л}$.

Ответ: $\approx 669,6$ л.