Решение задачи: Галогены и их соединения (5 класс)

Вот решения задач и ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь.

Отметка = «5»

«Галогены и их соединения»

1. Выберите верные суждения в ряду Br – Cl – F

1. Увеличивается радиус атома

2. Увеличивается электроотрицательность

3. Усиливаются неметаллические свойства

4. Уменьшается число электронов на внешнем энергетическом уровне

5. Увеличивается число электронных слоёв.

Ответ: В ряду Br – Cl – F (снизу вверх по группе) радиус атома уменьшается, электроотрицательность увеличивается, неметаллические свойства усиливаются, число электронов на внешнем энергетическом уровне остаётся неизменным (7), число электронных слоёв уменьшается.
Верные суждения: 2, 3.

2. Иону F^– соответствует схема заполнения электронных слоёв

1) 2; 8; 7

2) 2; 8; 8

3) 2; 8

4) 2; 8; 5

Ответ: Атом фтора (F) имеет 9 электронов, схема 2; 7. Ион F^– образуется при присоединении одного электрона, поэтому у него 10 электронов. Схема заполнения электронных слоёв для F^–: 3) 2; 8.

3. Среди галогенов – простых веществ – жидким является...

Ответ: Среди галогенов жидким простым веществом является бром (Br₂).

4. Заряд ядра атома и число электронов в атоме хлора

Ответ: Атом хлора (Cl) имеет порядковый номер 17.
Заряд ядра атома хлора: +17.
Число электронов в атоме хлора: 17.

5. Запишите электронную конфигурацию внешнего слоя у йода

Ответ: Йод (I) находится в 7 группе, 5 периоде. Все галогены имеют 7 электронов на внешнем энергетическом уровне.
Электронная конфигурация внешнего слоя у йода: 5s²5p⁵.

6. Иону Cl⁷⁺ соответствует схема заполнения электронных слоёв

1) 2; 8; 7

2) 2; 8; 8

3) 2; 8

4) 2; 8; 5

Ответ: Атом хлора (Cl) имеет 17 электронов, схема 2; 8; 7. Ион Cl⁷⁺ образуется при отдаче 7 электронов, поэтому у него 10 электронов. Схема заполнения электронных слоёв для Cl⁷⁺: 3) 2; 8.

7. Какой галоген является твердым веществом черно-фиолетового цвета, кристаллы которого имеют металлический блеск?

Ответ: Твердым веществом черно-фиолетового цвета с металлическим блеском является йод (I₂).

8. Название «галогены» означает:

Ответ: Название «галогены» означает «солероды» (от греч. hals – соль, genes – рождающий).

9. Высшая степень окисления характерна для фтора?

Ответ: Нет, для фтора не характерна высшая степень окисления. Фтор – самый электроотрицательный элемент, поэтому в соединениях он всегда проявляет степень окисления –1.

10. В чем различие в строении атомов брома и йода:

1) Относительная атомная масса.

2) Наружный электронный слой близок к завершению

3) Радиус атома

4) Заряд ядра атома

Ответ: Бром (Br) и йод (I) находятся в одной группе (VIIA), но в разных периодах.
1) Относительная атомная масса: различается (Br ≈ 80, I ≈ 127).
2) Наружный электронный слой близок к завершению: это общее свойство галогенов, у них по 7 электронов на внешнем слое.
3) Радиус атома: различается (радиус йода больше, чем брома).
4) Заряд ядра атома: различается (у брома +35, у йода +53).
Различия: 1, 3, 4.

11. Назовите самую сильную из галогеноводородных кислот

Ответ: Самой сильной из галогеноводородных кислот является йодоводородная кислота (HI).

12. Наименьшей окислительной способностью обладает галоген...

Ответ: Наименьшей окислительной способностью обладает йод (I₂), так как окислительная способность галогенов уменьшается сверху вниз по группе.

13. Как изменяются восстановительные свойства галогенов с уменьшением заряда ядра атома?

Ответ: Уменьшение заряда ядра атома соответствует движению по группе снизу вверх (например, от йода к фтору). В этом направлении восстановительные свойства галогенов уменьшаются.

14. Пара веществ с ковалентной неполярной и ионной связями соответственно:

1) NaF и HCl

2) Br₂ и KCl

3) F₂ и Br₂

4) NaCl и H₂

Ответ:
Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного и того же неметалла (например, Br₂, F₂, H₂).
Ионная связь образуется между типичным металлом и типичным неметаллом (например, NaF, KCl, NaCl).
1) NaF (ионная), HCl (ковалентная полярная) – не подходит.
2) Br₂ (ковалентная неполярная), KCl (ионная) – подходит.
3) F₂ (ковалентная неполярная), Br₂ (ковалентная неполярная) – не подходит.
4) NaCl (ионная), H₂ (ковалентная неполярная) – не подходит (порядок не тот).
Правильный ответ: 2) Br₂ и KCl.

15. Для окислительно-восстановительной реакции, уравнение которой

KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

привести схему электронного баланса, расставить коэффициенты в уравнении, определить окислитель и восстановитель.

Ответ:
Сначала определим степени окисления элементов:
KMnO₄: K⁺¹Mn⁺⁷O^-2
K₂MnO₄: K⁺¹Mn⁺⁶O^-2
MnO₂: Mn⁺⁴O^-2
O₂: O⁰

Изменяют степень окисления марганец и кислород.
Марганец понижает степень окисления, значит, он окислитель.
Кислород повышает степень окисления, значит, он восстановитель.

Схема электронного баланса:

\[\text{Mn}^{+7} + 1e^{-} \rightarrow \text{Mn}^{+6} \quad | \quad 4 \quad \text{(окислитель)}\]

\[\text{Mn}^{+7} + 3e^{-} \rightarrow \text{Mn}^{+4} \quad | \quad 4 \quad \text{(окислитель)}\]

\[2\text{O}^{-2} - 4e^{-} \rightarrow \text{O}_{2}^{0} \quad | \quad 1 \quad \text{(восстановитель)}\]

Это реакция диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) перманганата калия при нагревании. В данном случае, KMnO₄ выступает и окислителем, и восстановителем.
Уравнение реакции:
\[4\text{KMnO}_{4} \xrightarrow{t} 2\text{K}_{2}\text{MnO}_{4} + 2\text{MnO}_{2} + \text{O}_{2}\]

Окислитель: KMnO₄ (Mn⁺⁷)
Восстановитель: KMnO₄ (O^-2)

16. Осуществите следующие превращения: Br₂ → HBr → CaBr₂ → CaF₂

Запишите молекулярные, полные ионные и сокращенно-ионные уравнения второй и третьей реакций.

Ответ:

1) Br₂ → HBr

Молекулярное уравнение:

\[\text{Br}_{2} + \text{H}_{2} \xrightarrow{t} 2\text{HBr}\]

2) HBr → CaBr₂

Молекулярное уравнение:

\[2\text{HBr} + \text{Ca}(\text{OH})_{2} \rightarrow \text{CaBr}_{2} + 2\text{H}_{2}\text{O}\]

Полное ионное уравнение:

\[2\text{H}^{+} + 2\text{Br}^{-} + \text{Ca}^{2+} + 2\text{OH}^{-} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2\text{Br}^{-} + 2\text{H}_{2}\text{O}\]

Сокращенное ионное уравнение:

\[2\text{H}^{+} + 2\text{OH}^{-} \rightarrow 2\text{H}_{2}\text{O}\]

или

\[\text{H}^{+} + \text{OH}^{-} \rightarrow \text{H}_{2}\text{O}\]

3) CaBr₂ → CaF₂

Молекулярное уравнение:

\[\text{CaBr}_{2} + 2\text{NaF} \rightarrow \text{CaF}_{2}\downarrow + 2\text{NaBr}\]

Полное ионное уравнение:

\[\text{Ca}^{2+} + 2\text{Br}^{-} + 2\text{Na}^{+} + 2\text{F}^{-} \rightarrow \text{CaF}_{2}\downarrow + 2\text{Na}^{+} + 2\text{Br}^{-}\]

Сокращенное ионное уравнение:

\[\text{Ca}^{2+} + 2\text{F}^{-} \rightarrow \text{CaF}_{2}\downarrow\]

17. Определите объем хлора, необходимого для вытеснения всего йода из 15 г йодида натрия.

Ответ:
Дано:
Масса NaI = 15 г
Найти: Объем Cl₂

1. Запишем уравнение реакции:
\[\text{Cl}_{2} + 2\text{NaI} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{I}_{2}\]

2. Найдем молярную массу йодида натрия (NaI):
M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 г/моль + 127 г/моль = 150 г/моль

3. Найдем количество вещества йодида натрия:
\[n(\text{NaI}) = \frac{m(\text{NaI})}{M(\text{NaI})} = \frac{15 \text{ г}}{150 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}\]

4. По уравнению реакции видно, что 1 моль Cl₂ реагирует с 2 моль NaI.
Значит, количество вещества хлора, необходимого для реакции:
\[n(\text{Cl}_{2}) = \frac{1}{2} n(\text{NaI}) = \frac{1}{2} \times 0.1 \text{ моль} = 0.05 \text{ моль}\]

5. Определим объем хлора при нормальных условиях (н.у.), где молярный объем газа V_m = 22.4 л/моль:
\[V(\text{Cl}_{2}) = n(\text{Cl}_{2}) \times V_{m} = 0.05 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 1.12 \text{ л}\]

Ответ: Объем хлора, необходимого для вытеснения всего йода из 15 г йодида натрия, составляет 1.12 л.