Задание 1. Молярная масса кислорода
Обоснование: Моль — это количество вещества, содержащее такое же число структурных единиц (атомов, молекул), как в 12 г углерода. Это число равно постоянной Авогадро: \( N_A \approx 6.02 \times 10^{23} \) моль-1.
Решение:
- В 1 моле любого вещества содержится \( N_A \) структурных единиц.
- В 0,5 моль кислорода содержится \( 0.5 \times N_A \) молекул.
- \( 0.5 \times 6.02 \times 10^{23} = 3.01 \times 10^{23} \) молекул.
Правильный ответ: b)p 3.01х1023молекул
Задание 2. Электронная конфигурация атома серы
Обоснование: Сера (S) находится в 3-м периоде, VIА группе Периодической системы Д. И. Менделеева. Её атомный номер — 16. Электронная конфигурация атома серы:
Решение:
- Сначала заполняются электронные оболочки (энергетические уровни):
- 1s2 (1-й уровень)
- 2s22p6 (2-й уровень)
- Затем заполняется внешняя оболочка (3-й уровень):
- Итоговая электронная конфигурация: 1s22s22p63s23p4.
- Внешняя оболочка атома серы имеет конфигурацию 3s23p4.
Правильный ответ: a)p 2s22p4
Задание 3. Валентность серы
Обоснование: Валентность элемента в соединениях зависит от его положения в Периодической системе и от природы соединения. Максимальная валентность часто равна номеру группы (для элементов главных подгрупп), а минимальная — номеру группы минус 8.
Решение:
- В H2S сера проявляет валентность II (определяется по водороду, который имеет валентность I).
- В SO2 сера проявляет валентность IV (кислород имеет валентность II: \( x + 2(-2) = 0 \), \( x = +4 \)).
- В SO3 сера проявляет валентность VI (кислород имеет валентность II: \( x + 3(-2) = 0 \), \( x = +6 \)).
- Таким образом, в соединениях H2S, SO2, SO3 сера проявляет валентности II, IV и VI.
- В задании спрашивается, в каких соединениях сера НЕ проявляет валентность. Это значит, что мы ищем степень окисления, при которой сера не проявляет свою обычную валентность. Однако, вопрос сформулирован не совсем корректно. Вероятно, имелась в виду максимальная или минимальная валентность, или валентность, отличающаяся от обычной.
- Если рассматривать степени окисления:
- H2S: S = -2
- SO2: S = +4
- SO3: S = +6
- Все перечисленные соединения показывают разные степени окисления серы.
- Если вопрос подразумевает, что сера НЕ проявляет свою типичную валентность (которая равна номеру группы, т.е. VI), то это степени окисления -2 и +4.
- Однако, варианты ответа относятся к степени окисления.
- Если считать, что сера проявляет валентность, равную номеру группы (VI), то в SO3 она проявляет высшую валентность (+6).
- В H2S валентность II, степень окисления -2.
- В SO2 валентность IV, степень окисления +4.
- Часто под "валентностью" в таком контексте подразумевают положительную степень окисления.
- Если сера не проявляет валентность, то это может означать, что она не связана с другими атомами или находится в нейтральном состоянии. Но это не случаи соединений.
- Возможно, вопрос подразумевает, что сера не проявляет какую-то специфическую валентность, а здесь она проявляет разные.
- Давайте посмотрим на варианты: IV (+4), III (+3), VI (+6), II (-2).
- Сера проявляет валентности II, IV, VI.
- Степень окисления III (+3) для серы не характерна в простых оксидах или сульфидах.
Переформулируем вопрос: В каких соединениях сера НЕ проявляет валентность, соответствующую своей степени окисления?
Более вероятное толкование: Сера в этих соединениях проявляет валентность II, IV, VI. Ищем, какую валентность она НЕ проявляет. Если в задании есть ошибка, и предполагается, что сера НЕ проявляет ВАЛЕНТНОСТЬ, а какую-то СПЕЦИФИЧЕСКУЮ степень окисления. Или вопрос построен так, что сера не проявляет валентность в каком-то особом случае.
Рассмотрим классическое понимание валентности:
- H2S: валентность II.
- SO2: валентность IV.
- SO3: валентность VI.
Все эти валентности проявляются. Но если в задании написано "НЕ проявляет валентность", это может означать, что в каком-то случае её валентность равна нулю (что невозможно в соединениях) или что она не проявляет какую-то свою обычную валентность.
При стандартном подходе к задачам такого типа:
Если сера НЕ проявляет валентность, это может означать, что у нее нет положительной валентности или что она не проявляет ВСЕ свои возможные валентности.
Анализ степеней окисления:
- H2S: S = -2
- SO2: S = +4
- SO3: S = +6
Валентность:
Сера проявляет валентности II, IV, VI. Также может проявлять валентность, соответствующую +4 и +6 степени окисления.
Рассмотрим варианты:
- IV (+4) — проявляет в SO2
- III (+3) — не проявляет в этих соединениях
- VI (+6) — проявляет в SO3
- II (-2) — проявляет в H2S
Таким образом, сера НЕ проявляет валентность III (+3) в этих соединениях.
Правильный ответ: b)p III (+3)
Задание 4. Химическая связь в CaCl2
Обоснование: Химическая связь возникает между атомами. Тип связи зависит от природы атомов, вступающих во взаимодействие.
Решение:
- CaCl2 — это соединение кальция (Ca) и хлора (Cl).
- Кальций — щелочноземельный металл (группа II), имеет низкую электроотрицательность.
- Хлор — галоген (группа VII), имеет высокую электроотрицательность.
- Разница в электроотрицательности между металлом и неметаллом велика, что приводит к образованию ионной связи.
- Кальций отдает электроны, превращаясь в катион \( \text{Ca}^{2+} \), а хлор принимает электроны, превращаясь в анион \( \text{Cl}^{-} \).
- В молекуле CaCl2 (точнее, в кристаллической решетке) связь осуществляется за счет электростатического притяжения между противоположно заряженными ионами.
Правильный ответ: c)p ионная
Задание 5. Образование кислоты при взаимодействии с водой
Обоснование: Кислоты — это соединения, которые при диссоциации в воде образуют ионы водорода \( H^+ \). Кислоты могут быть кислородсодержащими или бескислородными.
Решение:
- Оксид железа (III) (Fe2O3) — основной оксид. При взаимодействии с водой не образует кислоту.
- Оксид серы (VI) (SO3) — кислотный оксид. При взаимодействии с водой образует серную кислоту: \[ SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 \].
- Оксид углерода (II) (CO) — несолеобразующий оксид. С водой не реагирует.
- Оксид кремния (IV) (SiO2) — кислотный оксид. В воде нерастворим, но с растворами щелочей образует кремниевую кислоту. Однако, прямое взаимодействие с водой с образованием кислоты не происходит в обычных условиях.
Правильный ответ: b)p оксида серы (VI)
Задание 6. Правила поведения в химической лаборатории
Обоснование: Химическая лаборатория — место, где проводятся опыты с различными веществами, в том числе и опасными. Безопасность и аккуратность — главные правила.
Решение:
- a)p склоняться для лучшего обзора над приборами при проведении опыта — это может быть опасно, если произойдет выброс реактивов.
- b)p употреблять пищу — категорически запрещено, так как вещества в лаборатории могут быть ядовитыми.
- c)p выполнять опыты согласно инструкции — это главное правило безопасности и точности эксперимента.
- d)p выливать реактивы в раковину — многие реактивы загрязняют водоемы или могут повредить трубы, их нужно утилизировать специальным образом.
Правильный ответ: c)p выполнять опыты согласно инструкции
Задание 7. Карбонаты
Обоснование: Карбонаты — это соли угольной кислоты (H2CO3). Их формулы содержат карбонат-ион \( CO_3^{2-} \).
Решение:
Рассмотрим предложенные вещества:
- KNO3 — нитрат калия (соль азотной кислоты).
- Li2CO3 — карбонат лития (соль угольной кислоты).
- HNO3 — азотная кислота.
- Ag3PO4 — фосфат серебра (соль фосфорной кислоты).
- MgCO3 — карбонат магния (соль угольной кислоты).
- Zn(NO3)2 — нитрат цинка (соль азотной кислоты).
- HgCO3 — карбонат ртути (соль угольной кислоты).
- CaO — оксид кальция.
- BaCO3 — карбонат бария (соль угольной кислоты).
Подсчитаем количество карбонатов:
Всего 4 карбоната.
Правильный ответ: a)p 4
Задание 8. Реакция замещения
Обоснование: Реакция замещения — это химическая реакция, в которой атомы одного химического элемента заменяют атомы другого элемента в соединении.
Решение:
- a)p 2H2O = 2H2 + O2 — реакция разложения воды.
- b)p 2H2O + 2Na = 2NaOH + H2 — реакция замещения. Атомы натрия замещают атомы водорода в молекуле воды.
- c)p NaOH + HCl = NaCl + H2O — реакция нейтрализации (обмена).
- d)p Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O — реакция обмена.
Правильный ответ: b)p 2H2O + 2Na = 2NaOH +H2
Задание 9. Неметаллические свойства
Обоснование: Неметаллические свойства элементов усиливаются слева направо в периодах и снизу вверх в группах Периодической системы Д. И. Менделеева.
Решение:
Рассмотрим предложенные элементы:
- P — фосфор (V группа).
- As — мышьяк (V группа).
- Si — кремний (IV группа).
- Ge — германий (IV группа).
Находим эти элементы в Периодической системе:
- Фосфор (P) и мышьяк (As) находятся в V группе. Фосфор расположен выше мышьяка.
- Кремний (Si) и германий (Ge) находятся в IV группе. Кремний расположен выше германия.
Сравниваем элементы в одной группе. В группе неметаллические свойства усиливаются снизу вверх. Значит, P имеет более выраженные неметаллические свойства, чем As, а Si — чем Ge.
Теперь сравниваем элементы из разных групп. Фосфор (V группа) и кремний (IV группа). В периоде неметаллические свойства усиливаются слева направо. Фосфор находится правее кремния (в 3-м периоде). Следовательно, фосфор проявляет более сильные неметаллические свойства, чем кремний.
Таким образом, из представленных элементов наиболее выраженные неметаллические свойства имеет фосфор (P).
Правильный ответ: a)p P
Задание 10. Реакции ионного обмена
Обоснование: Реакции ионного обмена протекают до конца, если образуется осадок, газ или слабый электролит (например, вода).
Решение:
- a)p сульфата натрия (Na2SO4) и азотной кислоты (HNO3): \( \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \). Все вещества растворимы, образуются только ионы \( \text{Na}^+, \text{SO}_4^{2-}, \text{H}^+, \text{NO}_3^- \). Реакция не идет до конца.
- b)p серной кислоты (H2SO4) и нитрата натрия (NaNO3): \( \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaNO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{HNO}_3 \). Все вещества растворимы. Реакция не идет до конца.
- c)p сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3) и хлорида бария (BaCl2): \( \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{BaCl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3 + 3\text{BaSO}_4 ↓ \). Образуется нерастворимый осадок сульфата бария \( \text{BaSO}_4 \). Реакция идет до конца.
- d)p серной кислоты (H2SO4) и нитрата калия (KNO3): \( \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{KNO}_3 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{HNO}_3 \). Все вещества растворимы. Реакция не идет до конца.
Правильный ответ: c)p сульфата железа (III) и хлорида бария
Задание 11. Образование соли и воды
Обоснование: Соль и вода образуются в результате реакции нейтрализации — взаимодействия кислоты и основания.
Решение:
- a)p кислоты и основания: \( \text{Кислота} + \text{Основание} \rightarrow \text{Соль} + \text{Вода} \). Например: \( \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \).
- b)p соли и основания: Реакция может идти, если образуется новая соль или новый нерастворимый гидроксид.
- c)p кислоты и соли: Реакция может идти, если образуется новая соль и новая кислота (более слабая или летучая).
- d)p оксида и воды: При взаимодействии основных оксидов с водой образуются основания, а кислотных оксидов — кислоты.
Правильный ответ: a)p кислоты и основания
Задание 12. Масса осадка
Обоснование: При взаимодействии гидроксида натрия (NaOH) и хлорида меди (II) (CuCl2) образуется гидроксид меди (II) (Cu(OH)2) — нерастворимое основание, которое выпадает в осадок.
Решение:
- Напишем уравнение реакции: \( 2\text{NaOH} + \text{CuCl}_2 \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 ↓ + 2\text{NaCl} \)
- Найдем молярные массы:
- NaOH: \( 23 + 16 + 1 = 40 \) г/моль.
- Cu(OH)2: \( 63.5 + 2(16+1) = 63.5 + 34 = 97.5 \) г/моль.
- Рассчитаем количество вещества NaOH:
- \( n(\text{NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{M(\text{NaOH})} = \frac{8 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.2 \) моль.
- Согласно уравнению реакции, из 2 моль NaOH образуется 1 моль Cu(OH)2.
- Следовательно, из 0.2 моль NaOH образуется:
- \( n(\text{Cu(OH)}_2) = \frac{1}{2} \times n(\text{NaOH}) = \frac{1}{2} \times 0.2 \text{ моль} = 0.1 \) моль.
- Найдем массу осадка Cu(OH)2:
- \( m(\text{Cu(OH)}_2) = n(\text{Cu(OH)}_2) \times M(\text{Cu(OH)}_2) = 0.1 \text{ моль} \times 97.5 \text{ г/моль} = 9.75 \) г.
- Ближайший вариант ответа — 9,8 г. Можно предположить, что молярная масса меди была взята как 64, тогда M(Cu(OH)2) = 64 + 34 = 98 г/моль, и масса осадка = 0.1 * 98 = 9.8 г.
Правильный ответ: c)p 9,8 г