Решение контрольной работы по химии 9 класс (Вариант 2)

Хорошо, давайте разберем каждое задание по порядку. Контрольная работа по химии за первое полугодие в 9 классе Вариант 2 1. Вещество, которое в водном растворе диссоциирует на ионы: 1. \(Li_3PO_4\) 2. \(Ca_3(PO_4)_2\) 3. \(FeSO_4\) 4. \(CaSiO_3\) Решение: Для того чтобы вещество диссоциировало на ионы в водном растворе, оно должно быть растворимым в воде. 1. \(Li_3PO_4\) (фосфат лития) - растворимое соединение. 2. \(Ca_3(PO_4)_2\) (фосфат кальция) - нерастворимое соединение. 3. \(FeSO_4\) (сульфат железа(II)) - растворимое соединение. 4. \(CaSiO_3\) (силикат кальция) - нерастворимое соединение. Из предложенных вариантов, \(Li_3PO_4\) и \(FeSO_4\) являются растворимыми солями и диссоциируют на ионы. Однако, обычно в таких заданиях подразумевается выбор одного наиболее подходящего варианта. Если выбирать из всех, то оба 1 и 3 подходят. Если это тест с одним правильным ответом, то возможно, есть нюанс. Но по общим правилам, оба растворимы. Давайте выберем \(Li_3PO_4\), так как это соль щелочного металла, которые обычно хорошо растворимы. Ответ: 1. \(Li_3PO_4\) 2. Уравнению химической реакции \(H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O\) соответствует сокращенное ионное уравнение: 1. \(H^+ + OH^- = H_2O\) 2. \(NaOH = Na^+ + OH^-\) 3. \(H_2SO_4 = H^+ + SO_4^{2-}\) 4. \(H_2SO_4 = H^+ + SO_4^{2-}\) Решение: Запишем полное ионное уравнение для реакции: \(2H^+ + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O\) Сократим одинаковые ионы с обеих сторон уравнения (\(2Na^+\) и \(SO_4^{2-}\)): \(2H^+ + 2OH^- \rightarrow 2H_2O\) Разделим все коэффициенты на 2: \(H^+ + OH^- = H_2O\) Ответ: 1. \(H^+ + OH^- = H_2O\) 3. Заряд ядра и число электронов на внешнем уровне в атоме йода: 1. \(+9; 7\) 2. \(+35; 1\) 3. \(+53; 7\) 4. \(+17; 7\) Решение: Йод (I) находится в 7-й группе главной подгруппы (галогены) и в 5-м периоде Периодической системы. Заряд ядра атома равен порядковому номеру элемента. Порядковый номер йода - 53. Значит, заряд ядра \(+53\). Число электронов на внешнем энергетическом уровне для элементов главной подгруппы равно номеру группы. Йод находится в 7-й группе, значит, на внешнем уровне 7 электронов. Ответ: 3. \(+53; 7\) 4. В ряду химических элементов \(Br \rightarrow Cl \rightarrow F\) 1. уменьшаются неметаллические свойства 2. увеличивается электроотрицательность 3. увеличивается радиус атома 4. уменьшается число валентных электронов Решение: Ряд \(Br \rightarrow Cl \rightarrow F\) представляет собой элементы 7-й группы главной подгруппы (галогены), расположенные сверху вниз в Периодической системе. При движении по группе сверху вниз: 1. Неметаллические свойства уменьшаются (фтор - самый сильный неметалл, бром - менее выраженный неметалл). 2. Электроотрицательность уменьшается (фтор - самый электроотрицательный элемент). 3. Радиус атома увеличивается (с увеличением числа электронных слоев). 4. Число валентных электронов остается постоянным (равно номеру группы, то есть 7 для всех галогенов). Таким образом, в ряду \(Br \rightarrow Cl \rightarrow F\) (то есть снизу вверх по группе) неметаллические свойства увеличиваются, электроотрицательность увеличивается, радиус атома уменьшается. Если ряд записан как \(Br \rightarrow Cl \rightarrow F\), то это движение от брома к фтору. 1. Неметаллические свойства увеличиваются. 2. Электроотрицательность увеличивается. 3. Радиус атома уменьшается. 4. Число валентных электронов не изменяется. Посмотрим на варианты: 1. уменьшаются неметаллические свойства - неверно, они увеличиваются. 2. увеличивается электроотрицательность - верно. 3. увеличивается радиус атома - неверно, он уменьшается. 4. уменьшается число валентных электронов - неверно, оно постоянно. Ответ: 2. увеличивается электроотрицательность 5. Наибольшее значение степени окисления хлор имеет в соединении 1. \(NaClO_3\) 2. \(CaCl_2\) 3. \(HClO_4\) 4. \(Cl_2O_3\) Решение: Определим степень окисления хлора в каждом соединении: 1. \(NaClO_3\): \(Na\) имеет степень окисления \(+1\), \(O\) имеет степень окисления \(-2\). \(+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0\) \(1 + x - 6 = 0\) \(x - 5 = 0\) \(x = +5\). Степень окисления хлора \(+5\). 2. \(CaCl_2\): \(Ca\) имеет степень окисления \(+2\). \(+2 + 2 \cdot x = 0\) \(2x = -2\) \(x = -1\). Степень окисления хлора \(-1\). 3. \(HClO_4\): \(H\) имеет степень окисления \(+1\), \(O\) имеет степень окисления \(-2\). \(+1 + x + 4 \cdot (-2) = 0\) \(1 + x - 8 = 0\) \(x - 7 = 0\) \(x = +7\). Степень окисления хлора \(+7\). 4. \(Cl_2O_3\): \(O\) имеет степень окисления \(-2\). \(2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0\) \(2x - 6 = 0\) \(2x = 6\) \(x = +3\). Степень окисления хлора \(+3\). Наибольшее значение степени окисления хлора \(+7\) в \(HClO_4\). Ответ: 3. \(HClO_4\) 6. Задача. К раствору нитрата серебра массой 142 г и массовой долей соли 6% прилили избыток раствора хлорида бария. Вычислите массу образовавшегося осадка. Решение: 1. Найдем массу нитрата серебра (\(AgNO_3\)) в растворе: Масса раствора \(m_{раствора} = 142\) г Массовая доля соли \(\omega = 6\% = 0.06\) Масса \(AgNO_3 = m_{раствора} \cdot \omega = 142 \text{ г} \cdot 0.06 = 8.52\) г 2. Запишем уравнение реакции: \(2AgNO_3 + BaCl_2 \rightarrow 2AgCl \downarrow + Ba(NO_3)_2\) Осадок - хлорид серебра (\(AgCl\)). 3. Найдем молярные массы веществ: \(M(AgNO_3) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170\) г/моль \(M(AgCl) = 108 + 35.5 = 143.5\) г/моль 4. Найдем количество вещества \(AgNO_3\): \(n(AgNO_3) = \frac{m(AgNO_3)}{M(AgNO_3)} = \frac{8.52 \text{ г}}{170 \text{ г/моль}} \approx 0.0501\) моль 5. По уравнению реакции, 2 моль \(AgNO_3\) образуют 2 моль \(AgCl\). Значит, количество вещества \(AgCl\) равно количеству вещества \(AgNO_3\): \(n(AgCl) = n(AgNO_3) = 0.0501\) моль 6. Вычислим массу образовавшегося осадка \(AgCl\): \(m(AgCl) = n(AgCl) \cdot M(AgCl) = 0.0501 \text{ моль} \cdot 143.5 \text{ г/моль} \approx 7.189\) г Ответ: Масса образовавшегося осадка составляет примерно 7.19 г. 7. Написать уравнения реакций ионного обмена (в молекулярной, полной ионной и сокращенной ионной формах) и указать признак реакции. 1. \(NaOH + FeSO_4 = \) 2. \(BaCO_3 + HNO_3 = \) 3. Соляная кислота с гидроксидом калия Решение: 1. \(NaOH + FeSO_4 = \) Молекулярное уравнение: \(2NaOH + FeSO_4 \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4\) Признак реакции: образование белого осадка (гидроксид железа(II)). Полное ионное уравнение: \(2Na^+ + 2OH^- + Fe^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}\) Сокращенное ионное уравнение: \(Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow\) 2. \(BaCO_3 + HNO_3 = \) Молекулярное уравнение: \(BaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow\) Признак реакции: выделение газа (углекислый газ). Полное ионное уравнение: \(BaCO_3 + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Ba^{2+} + 2NO_3^- + H_2O + CO_2 \uparrow\) (Обратите внимание, \(BaCO_3\) - нерастворимое соединение, поэтому в ионном виде не записывается). Сокращенное ионное уравнение: \(BaCO_3 + 2H^+ \rightarrow Ba^{2+} + H_2O + CO_2 \uparrow\) 3. Соляная кислота с гидроксидом калия Молекулярное уравнение: \(HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O\) Признак реакции: отсутствие видимых изменений (реакция нейтрализации). Полное ионное уравнение: \(H^+ + Cl^- + K^+ + OH^- \rightarrow K^+ + Cl^- + H_2O\) Сокращенное ионное уравнение: \(H^+ + OH^- \rightarrow H_2O\) 8. ОВР. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции \(Ba(OH)_2 + Cl_2 \rightarrow BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + H_2O\) Определите окислитель и восстановитель. Решение: Запишем степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах: \(Ba(OH)_2\): \(Ba^{+2}\), \(O^{-2}\), \(H^{+1}\) \(Cl_2\): \(Cl^0\) \(BaCl_2\): \(Ba^{+2}\), \(Cl^{-1}\) \(Ba(ClO_3)_2\): \(Ba^{+2}\), \(O^{-2}\). Для \(ClO_3^-\): \(x + 3 \cdot (-2) = -1 \Rightarrow x - 6 = -1 \Rightarrow x = +5\). Значит, \(Cl^{+5}\). \(H_2O\): \(H^{+1}\), \(O^{-2}\) Элементы, изменившие степень окисления: хлор. Хлор из \(Cl^0\) переходит в \(Cl^{-1}\) и в \(Cl^{+5}\). Это реакция диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления). Составим электронный баланс: \(Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}\) (восстановление) \(Cl_2^0 - 10e^- \rightarrow 2Cl^{+5}\) (окисление) Для уравнивания числа отданных и принятых электронов, найдем наименьшее общее кратное (НОК) для 2 и 10, это 10. Умножим первое полуреакцию на 5: \(5Cl_2^0 + 10e^- \rightarrow 10Cl^{-1}\) Умножим вторую полуреакцию на 1: \(Cl_2^0 - 10e^- \rightarrow 2Cl^{+5}\) Сложим обе полуреакции: \(5Cl_2^0 + Cl_2^0 \rightarrow 10Cl^{-1} + 2Cl^{+5}\) \(6Cl_2^0 \rightarrow 10Cl^{-1} + 2Cl^{+5}\) Теперь подставим коэффициенты в молекулярное уравнение: \(Ba(OH)_2 + 6Cl_2 \rightarrow BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + H_2O\) У нас 10 атомов хлора со степенью окисления \(-1\) и 2 атома хлора со степенью окисления \(+5\). Значит, перед \(BaCl_2\) ставим 5 (чтобы было \(10Cl^{-1}\)), а перед \(Ba(ClO_3)_2\) ставим 1 (чтобы было \(2Cl^{+5}\)). \(Ba(OH)_2 + 6Cl_2 \rightarrow 5BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + H_2O\) Уравняем атомы бария: Справа: \(5Ba + 1Ba = 6Ba\). Значит, слева перед \(Ba(OH)_2\) ставим 6. \(6Ba(OH)_2 + 6Cl_2 \rightarrow 5BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + H_2O\) Уравняем атомы кислорода: Слева: \(6 \cdot 2 = 12\) атомов кислорода. Справа: \(1 \cdot 2 \cdot 3 = 6\) атомов кислорода в \(Ba(ClO_3)_2\). Значит, в \(H_2O\) должно быть \(12 - 6 = 6\) атомов кислорода. Ставим 6 перед \(H_2O\). \(6Ba(OH)_2 + 6Cl_2 \rightarrow 5BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + 6H_2O\) Проверим атомы водорода: Слева: \(6 \cdot 2 = 12\) атомов водорода. Справа: \(6 \cdot 2 = 12\) атомов водорода. Все уравнено. Окончательное уравнение: \(6Ba(OH)_2 + 6Cl_2 \rightarrow 5BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + 6H_2O\) Определение окислителя и восстановителя: * Хлор (\(Cl_2^0\)) в реакции \(Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}\) принимает электроны, то есть восстанавливается. Значит, \(Cl_2\) является окислителем. * Хлор (\(Cl_2^0\)) в реакции \(Cl_2^0 - 10e^- \rightarrow 2Cl^{+5}\) отдает электроны, то есть окисляется. Значит, \(Cl_2\) является восстановителем. В данной реакции хлор (\(Cl_2\)) является и окислителем, и восстановителем (реакция диспропорционирования). Ответ: Уравнение реакции: \(6Ba(OH)_2 + 6Cl_2 \rightarrow 5BaCl_2 + Ba(ClO_3)_2 + 6H_2O\) Окислитель: \(Cl_2\) (восстанавливается до \(Cl^{-1}\)) Восстановитель: \(Cl_2\) (окисляется до \(Cl^{+5}\))