Суждения о щелочных металлах

Обновлено: 04.05.2024

Реальный вариант ОГЭ по химии-2021. Реальный КИМ ОГЭ по химии 2021 с ответами и решениями.
В 2021 году централизованный ОГЭ по химии отменили. Вместо этого провели контрольные работы в формате ОГЭ. Но КИМ остались те же самые (не пропадать же им).

Часть 1

1. Выберите два утверждения, в которых говорится о натрии как о простом веществе.

1) Как и все щелочные металлы, натрий является сильным восстановителем.

2) Натрий входит в состав поваренной соли.

3) Плотность натрия примерно равна плотности воды.

4) Натрий — важный компонент питания растений.

5) В морской воде много натрия.

2. На рисунке изображена схема распределения электронов по электронным слоям атома некоторого химического элемента.

Запишите в таблицу номер периода (Х) и номер группы (Y), в которой данный химический элемент расположен в Периодической системе Д.И. Менделеева. (Для записи ответа используйте арабские цифры.)

3. Расположите химические элементы —

1) фосфор 2) кремний 3) алюминий

в порядке увеличения их атомного радиуса
Запишите указанные номера элементов в соответствующем порядке.

4. Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в данном веществе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА	СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ АЗОТА
А) NO₂	1) -3
Б) (NH₄)₂S	2) +5
В) K NO₂	3) +3
4) +4

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

5. Из предложенного перечня выберите два вещества с ковалентной неполярной связью.

6. Какие два утверждения верны для характеристики как магния, так и фосфора?

1) Электроны в атоме расположены на трёх энергетических уровнях.

2) Химический элемент образует высший оксид состава ЭО₃.

3) Соответствующее простое вещество является неметаллом.

4) Высший оксид элемента является оснóвным оксидом.

5) Значение электроотрицательности меньше, чем у кислорода.

7. Из предложенного перечня веществ выберите два оснóвных оксида,

8. Какие два из перечисленных веществ реагируют с оксидом углерода(II)?

1) гидроксид железа(II).

2) углекислый газ

9. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктом(-ами) их взаимодействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА	ПРОДУКТ(Ы) ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
А) K и H₂O	1) K₂O и H₂
Б) KOH и HI	2) KIO и H₂
В) K₂O и HI	3) KOH
4) KOH и H₂
5) KI и H₂O

10. Установите соответствие между веществом и реагентами, с каждым из которых оно может вступать в реакцию: к каждой позиции, обозначенной буквой подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВО	РЕАГЕНТЫ
А) CO₂	1) HNO₃, O₂
Б) S	2) Zn, BaCl₂
В) CuSO₄	3) CuO, NaNO₃
4) CaO, Ba(OH)₂

11. Из предложенного перечня выберите две пары веществ, между которыми протекает окислительно — восстановительная реакция соединения.

1) натрий и вода.

2) аммиак и серная кислота.

3) оксид кальция и углекислый газ.

4) железо и хлор.

5) оксид фосфора(III) и кислород.

12. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА	ПРИЗНАК РЕАКЦИИ
А) Ba(OH)₂ (р-р) и CO₂	1) видимые признаки реакции отсутствуют
Б) K₂CO₃ (p-p) и HCl (p-p)	2) выделение газа
В) Na₂CO₃ (p-p) и H₂SO₄ (разб.)	3) растворение осадка
4) образование осадка

13. При полной диссоциации 1 моль каких двух из представленных веществ образуется 3 моль ионов?

14. Выберите два исходных вещества, взаимодействию которых соответствует сокращенное ионное уравнение реакции.

15. Установите соответствие между схемой процесса, происходящего в окислительно — восстановительной реакции, и названием этого процесса к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую
позицию, обозначенную цифрой.

16. Из перечисленных суждений о правилах работы с веществами в лаборатории и быту выберите верное (-ые) суждение(-я).

1) Для измельчения твердых веществ используют шпатель.

2) Томатный сок является чистым веществом.

3) Смесь нефти и воды можно разделить методом фильтрования.

4) При использовании в быту чистящих растворов, содержащих едкий натр, необходимо надевать защитные перчатки.

Запишите в поле ответа номер(а) верного(-ых) суждения(-й).

17. Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВА	РЕАКТИВ
А) NH₃ и H₂	1) CaCO₃
Б) Al и Mg	2) фенолфталеин
В) Ba(NO₃)₂ и HNO₃	3) KOH
4) NaCl

18. Вычислите массовую долю(в процентах) азота в нитрате калия. Запишите число с точностью до десятых.

19. Вычислите массу (в килограммах) калиевой селитры, которую надо внести в почву на участке площадью 200 м 2 . Запишите число с точностью до десятых.

Часть 2

20. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой

Определите окислитель и восстановитель.

Cu₂O (за счет Cu +1 ) восстановитель
H₂SO₄ (за счет S +6 ) окислитель

21. Дана схема превращений:

Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьей реакции составьте сокращённое ионное уравнение.

22. В результате взаимодействия раствора хлорида кальция с массовой долей растворенного вещества 12% и раствора карбоната натрия выпал осадок массой 8 г. Вычислите массу исходного раствора хлорида кальция, взятого для реакции.

В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

n(CaCO₃) = 8 / 100 = 0,08 моль

Практическая часть

23. Используя только вещества из приведенного перечня, запишите молекулярные уравнения двух реакций, которые характеризуют химические свойства сульфата цинка натрия, и укажите признаки их протекания.

ZnSO₄ + KOH = Zn(OH)₂↓ + K₂SO₄ выпадение белого осадка

Сообщите организатору в аудитории о своей готовности приступить к выполнению задания 24.

24. Проведите химические реакции между карбонатом натрия и выбранными веществами в соответствии с составленными уравнениями реакции, соблюдая правила техники безопасности, приведённые в инструкции
к заданию. Проверьте, правильно ли указаны в ответе на задание 23 признаки протекания реакций. При необходимости дополните ответ или скорректируйте его.

Инструкция по выполнению задания 24

1. Вы приступаете к выполнению задания 24. Для этого получите лоток с лабораторным оборудованием и реактивами у специалиста по обеспечению лабораторных работ в аудитории.
2. Прочтите ещё раз перечень веществ, приведённый в тексте к заданиям 23 и 24, и убедитесь (по формулам на этикетках) в том, что на выданном лотке находится пять указанных в перечне реактивов. При обнаружении
несоответствия набора веществ на лотке перечню веществ в условии задания сообщите об этом организатору в аудитории.
3. Перед началом выполнения эксперимента осмотрите ёмкости с реактивами и продумайте способ работы с ними. При этом обратите внимание на рекомендации, которым Вы должны следовать.
3.1 В склянке находится пипетка. Это означает, что отбор жидкости и переливание её в пробирку для проведения реакции необходимо проводить только с помощью пипетки. Для проведения опытов отбирают 7–10 капель реактива.
3.2 Пипетка в склянке с жидкостью отсутствует. В этом случае переливание раствора осуществляют через край склянки, которую располагают так, чтобы при её наклоне этикетка оказалась сверху («этикетку – в ладонь!»). Склянку медленно наклоняют над пробиркой, пока нужный объём раствора не перельётся в неё. Объём
перелитого раствора должен составлять 1–2 мл (1–2 см по высоте пробирки).
3.3 Для проведения опыта требуется порошкообразное (сыпучее) вещество. Отбор порошкообразного вещества из ёмкости осуществляют только с помощью ложечки или шпателя.
3.4 При отборе исходного реактива взят его излишек. Возврат излишка реактива в исходную ёмкость категорически запрещён. Его помещают в отдельную, резервную пробирку.
3.5 Сосуд с исходным реактивом (жидкостью или порошком) обязательно закрывается крышкой (пробкой) от этой же ёмкости.
3.6 При растворении в воде порошкообразного вещества или при перемешивании реактивов следует слегка ударять пальцем по дну пробирки.
3.7 Для определения запаха вещества следует взмахом руки над горлышком сосуда направлять на себя пары этого вещества.
3.8 Если реактив попал на рабочий стол, кожу или одежду, необходимо незамедлительно обратиться за помощью к специалисту по обеспечению лабораторных работ в аудитории.

Суждения о щелочных металлах

Задания Д8 № 2211

При комнатной температуре возможна реакция между водой и

Реакция щелочных металлов и воды — крайне экзотермична и протекает при комнатной температуре. Щелочные металлы — литий, натрий, калий — очень активны. На воздухе они реагируют с водяными парами, поэтому их хранят под слоем керосина.

Правильный ответ указан под номером 1.

Задания Д17 № 521

Верны ли следующие суждения о способах хранения щелочных металлов в лаборатории?

А. Щелочные металлы хранят в плотно закрытых стеклянных банках без применения дополнительных веществ.

Б. Калий хранят под слоем керосина.

1) Верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

Щелочные металлы хранят не просто в плотно закрытых стеклянных банках, а под слоем керосина.

Правильный ответ указан под номером: 2.

Задания Д17 № 1045

Для этанола верны следующие утверждения:

1) в состав молекулы входит один атом углерода

2) атомы углерода в молекуле соединены двойной связью

3) является жидкостью (н. у.), хорошо растворимой в воде

4) вступает в реакцию со щелочными металлами

5) сгорает с образованием угарного газа и водорода

1) в состав молекулы входит один атом углерода - нет, состав этанола

2) атомы углерода в молекуле соединены двойной связью - нет, это насыщенный спирт

3) является жидкостью (н. у.), хорошо растворимой в воде - да, этанол хорошо растворим в воде

4) вступает в реакцию со щелочными металлами - да, он может образовывать соли при реакции со щелочными металлами

5) полностью сгорает с образованием угарного газа и водорода - нет, при полном сгорании образует углекислый газ и воду

Задания Д17 № 664

Метанол обладает следующими свойствами:

1) состоит из двух элементов

2) при обычных условиях — газ тяжелее воздуха

3) хорошо растворим в воде

4) реагирует с щелочными металлами

5) является сильной кислотой

Метанол хорошо растворим в воде; как и другие спирты и кислоты, реагирует со щелочными металлами.

но ведь метанол тяжелее воздуха

Метанол - не газ, а жидкость.

Задания Д17 № 686

Этанол — это жидкость, хорошо растворимая в воде; как и другие спирты и кислоты, реагирует со щелочными металлами.

Задания Д17 № 708

Этанол хорошо растворим в воде; как и другие спирты и кислоты, реагирует со щелочными металлами.

Вся органика горит,этанол это спирт,ответ 5 верный)

При реакции спирта с кислородом образуется углекислый газ и вода, а не угарный газ и водород.

Тип 16 № 10906

Из перечисленных суждений о правилах безопасной работы в химической лаборатории выберите одно или несколько верных.

1) Органические растворители следует хранить вдали от нагревательных приборов.

2) Щелочные металлы хранят в плотно закрытых стеклянных банках без применения дополнительных веществ.

3) Легковоспламеняющиеся жидкости, например ацетон, разрешается хранить только в холодильнике.

4) Калий хранят под слоем керосина.

Запишите в поле ответа номер(а) верных суждений.

1. Да, большинство органических растворителей горючи. Поэтому их следует хранить вдали от нагревательных приборов.

2. Нет, щелочные металлы хранят не просто в плотно закрытых стеклянных банках, а под слоем керосина.

3. Нет, легковоспламеняющиеся жидкости, например ацетон, нельзя хранить рядом с нагревательными приборами. А в холодильнике их хранить не обязательно.

4. Да, см. пункт 2.

Тип 1 № 5837

Выберите два высказывания, в которых говорится о натрии как о химическом элементе:

1) Натрий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета

2) Натрий — шестой по распространённости в земной коре

3) Натрий под высоким давлением становится прозрачным и красным, как рубин

4) Натрий содержится в морской воде

5) Натрий широко используется в металлургии

Запишите в поле ответа номера выбранных высказываний.

В предложениях 2 и 4 о натрии говорится как о химическом элементе, а в остальных — как о простом веществе.

Задания Д21 C3 № 286

Для определения качественного состава учащимся было выдано бесцветное кристаллическое вещество — соль. К одной части раствора исследуемой соли прилили раствор нитрата серебра, в результате чего выпал осадок жёлтого цвета. А при добавлении к другой части раствора карбоната натрия выпал белый осадок.

Известно, что катион этой соли образован щёлочно-земельным металлом, входящим в состав костной ткани человека. Анион этой соли состоит из атомов химического элемента, образующего простое вещество, спиртовой раствор которого используется в качестве дезинфицирующего средства.

Определите состав и запишите название соли. Запишите два уравнения реакций, которые были проведены учащимися в процессе определения качественного состава неизвестного вещества.

Вариант 1

Объяснение: химический элемент имеет 4 электронных слоя, то есть находится в 4-м периоде. На внешнем слое элемент имеет только один электрон, значит стоит в первой группе 4-го периода. Правильный ответ - 3.

Задание №2.

В каком ряду химических элементов усиливаются металлические свойства соответствующих им простых веществ?

1. Натрий → магний → алюминий

2. Бериллий → магний → алюминий

3. Барий → стронций → кальций

4. Калий → натрий → литий

Объяснение: металлические свойства элементов усиливаются в группе сверху вниз и в периоде справа налево, то есть надо найти последовательность элементов, которые будут соответствовать этой закономерности. Это - вторая последовательность. Правильный ответ - 2.

Задание №3.

Ковалентной полярной связью образовано каждое из веществ, формулы которых:

Объяснение: ковалентная полярная связь образуется между двумя разными неметаллами. Рассмотрим вариант 3: сера, кислород, водород и фтор являются неметаллами. Все эти вещества образованы двумя разными неметаллами, что нам подходит. Правильный ответ - 3.

Задание №4.

Валентность неметаллов последовательно увеличивается в ряду водородных соединений, формулы которых:

1. HF → CH4 → H2O → NH3

2. SiH4 → AsH3 → H2S → HCl

3. HF → H2O → NH3 → CH4

4. SiH4 → H2S → AsH4 → HCl

Объяснение: определим степени окисления всех неметаллов во всех приведенных соединениях водорода.

1. HF(-1) → C(-4)H4 → H2O(-2) → N(-3)H3

2. Si(+4)H4 → As(+3)H3 → H2S(-2) → HCl(-1)

3. HF(-1) → H2O(-2) → N(-3)H3 → C(-4)H4

4. Si(+4)H4 → H2S(-2) → As(+3)H3 → HCl(-1)

Правильный ответ - 3.

Задание №5.

К солям относится каждое из двух веществ:

1. Fe2(SO4)3 и AlCl3

2. Ba(NO3)2 и H3PO4

3. Li2SO4 и Fe(OH)3

Объяснение: соли состоят из катиона металла и аниона кислотного остатка. Соли получаются по реакции нейтрализации, например:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

Поэтому, нам подходит первый вариант ответа: сульфат железа (III) и хлорид алюминия. Правильный ответ - 1.

Задание №6.

К химическим явлениям не относится процесс:

1. Брожение сахара

2. Горение свечи

3. Перегонки воды

4. Горение спирта

Объяснение: химическое явление - такое явление, при котором происходит хотя бы одна химическая реакция. Так, химическая реакция идет при брожении сахара, горении свечи и спирта. Перегонка воды - это дистилляция (нагревание до 100С воды с последующей конденсацией паров). Правильный ответ - 3.

Задание №7.

Только катионы калия и фосфат-анионы образуются при диссоциации вещества формулы которого?

Объяснение: образование только катионов калия фосфат-ионов возможно только если в состав молекулы входят эти ионы, то есть подходит только фосфат калия. Проверяем: К3РО4 → К + + РО4³‾. Правильный ответ - 4.

Задание №8.

Уравнению реакции

Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O

соответствует сокращенное ионное уравнение:

2. Zn(OH)2 + 2Н + → Zn² + + 2H2O

3. Zn² + + SO4²‾ → ZnSO4

4. Zn² + + H2SO4 → Zn² + + SO4 ² ‾ + Н +

Объяснение: гидроксид цинка нерастворим, поэтому и диссоциировать в воде он не будет, поэтому нам подходит только второй вариант. Правильный ответ - 2.

Задание №9.

Верны ли следующие суждения о щелочных металлах?

А. При взаимодействии с галогенами щелочные металлы образуют соли.

Б. С водой щелочные металлы вступают в реакции замещения.

1. Верно только А

2. Верно только Б

3. Верны оба суждения

4. Оба суждения неверны

Объяснение: верны оба суждения.

Докажем это реакциями:

2Na + Cl2 → 2NaCl

2K + 2H2O → 2KOH + H2↑

Задание №10.

Оксид углерода (IV) взаимодействует с каждым из двух веществ:

1. Вода и сернистая кислота

2. Оксид кальция и гидроксид кальция

4. Кислород и оксид магния

Объяснение: СО2 - кислотный оксид, при взаимодействии с водой образует угольную кислоту, с кислотами не взаимодействует (так как в реакцию не вступают два вещества с одинаковыми свойствами), оксислиться кислородом не может, так как углерод находится в высшей степени окисления (+4). То есть СО2 вступает в реакцию с веществами, имеющими основные свойства, то есть оксид кальция и гидроксид калия. Правильный ответ - 2.

Задание №11.

Раствор серной кислоты взаимодействует с каждым из двух веществ:

1. Хлорид бария и оксид углерода (IV)

2. Железо и нитрат бария

3. Карбонат натрия и сероводород

4. Ртуть и гидроксид меди (II)

Объяснение: разбавленная серная кислота вступает в реакцию с металлами, стоящими в ряду напряжений металлов до водорода - это железо, но не ртуть. Кислоты не взаимодействуют с кислотными оксидами (СО2) и другими кислотами (сероводород), вступают в реакцию обмена с солями. если при этом выпадает осадок или выделяется газ. Учитывая все перечисленное выше, запишем химические реакции раствора серной кислоты с веществами из варианта 2:

H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2↑

H2SO4 + Ba(NO3)2 → 2HNO3 + BaSO4↓

Правильный ответ - 2.

Задание №12.

Среди веществ: KCl, K2S, K2SO4 - в реакцию с раствором Zn(NO3)2 вступают

Объяснение: соли вступают в реакцию обмена только при образовании осадка или выделении газа.

Напишем соответствующие реакции:

Zn(NO3)2 + 2KCl ≠ 2KNO3 + ZnCl2 (реакция не идет так как оба продукта растворимы)

Zn(NO3)2 + K2S → 2KNO3 + ZnS↓

Zn(NO3)2 + K2SO4 → ZnSO4 + 2KNO3 (реакция не идет так как оба продукта растворимы)

Правильный ответ - 1.

Задание №13.

Верны ли следующие сужения об обращении с газами в процессе лабораторных опытов?

А. Прежде, чем поджечь водород, его необходимо проверить на чистоту.

Б. Полученный из бертолетовой соли хлор нельзя определять по запаху.

Объяснение: при реакции водорода с кислород получается вода, данная реакция идет со взрывом, перед поджиганием водород нужно проверить на чистоту, чтобы не допустить образование примесей. Ни хлор, ни любой другой газ нельзя определять по запаху. Правильный ответ - 3.

Задание №14.

Окислительные свойства водород проявляет в реакции, уравнение которой

1. CuO + H2 → Cu + H2O

2. H2 + Cl2 → 2HCl

4. 2H2 + O2 → 2H2O

Объяснение: окислительные свойства водород проявляет только в гидридах, где имеет степень окисления -1. Среди продуктов представленных реакций есть один гидрид - гидрид кальция, в этой реакции водород и является окислителем. Правильный ответ - 3.

Задание №15.

Массовая доля натрия в сульфате натрия составляет:

Объяснение: для нахождения массовой доли натрия в сульфате натрия воспользуемся формулой:

ω = (n x Ar(Na))/Mr(Na2SO4)

n - количество атомов элемента в веществе

Здесь нужно не забыть, что в данной соли два натрия!

ω(Na) = 2х23/142 = 0,324

Задание №16.

В ряду химических элементов Al → Si → P

1. Увеличивается заряд ядер атомов

2. Возрастают кислотные свойства образуемых ими гидроксидов

3. Увеличивается число электронных уровней

4. Уменьшается электроотрицательность

5. Возрастает атомный радиус

Объяснение: представленные элементы находятся в третьем периоде, стоят друг за другом и имеют порядковые номера - 13,14,15 соответственно. В периоде увеличивается электроотрицательность (а с ней и неметаллические свойства) и уменьшается радиус, но увеличивается заряд ядер атомов (равен порядковому номеру). Правильный ответ - 12.

Задание №17.

Для метана характерны следующие утверждения

1. В состав молекулы входят два атома углерода

2. Характерны реакции присоединения

3. Не растворяется в воде

4. Обесцвечивает бромную воду

5. Вступает с хлором в реакции замещения

Объяснение: формула метана - СН4, это алкан, то есть он не вступает в реакции присоединения (значит бромную воду не может обесцвечивать как этилен). Но вступает в реакцию замещения с хлором и не растворяется в воде. Правильный ответ - 35.

Задание №18.

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества.

А) Fe и Ag 1. AgNO3(р-р)

Б) CaO и CaCO3 2. Фенолфталеин

В) NH3(р-р) и NH4Cl(р-р) 3. Na2SO4

Объяснение: железо и серебро будем различать соляной кислотой, так как с железом она будет реагировать, а с серебром - нет (растворы кислот реагируют с металлами до водорода), соляной кислотой отличим и оксид кальция от карбоната кальция: при реакции с карбонатом кальция выделится углекислый газ. Раствор аммиак имеет щелочную среду, а раствор хлорида аммиака - кислую, что нам покажет индикатор - фенолфталеин. Правильный ответ - 442.

Задание №19.

Установите соответствие между названием вещества и реагентами, с которыми это вещество может взаимодействовать.

Название вещества Реагенты

А) Фтор 1. ZnO, Mg

Б) Соляная кислота 2. Al, H2O

В) Хлорид натрия 3. SiO2, CuO

4. H2SO4(конц), AgNO3(р-р)

Объяснение: фтор реагирует с алюминием с образованием соли и с водой (с образованием фтороводорода и кислорода). Соляная кислота реагирует с оксидом цинка (реакция обмена) и магнием (реакция замещения водорода). Хлорид натрия реагирует с концентрированной серной кислотой и нитратом серебра (качественная реакция на хлорид-ионы). Правильный ответ - 214.

Задание №20.

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой

CuSO4 + KI → K2SO4 + CuI + I2

Определите окислитель и восстановитель.

Объяснение: CuSO4 + KI → K2SO4 + CuI + I2

В данной реакции меняют степени окисления йод и медь. Запишем электронно-ионный баланс.

Cu(+2) +1e→ Cu(+1) | 2 (окислитель)

2I‾ -2e→ I2° | 1 (восстановитель)

Ставим двойку перед йодидом калия (так как она есть в балансе) и перед медью. Двойку перед йодидом калия поменяем на 4, так как в правой части получилось 4 йода. Уравниваем калий справа и сульфат-ионы, получаем такой результат:

2CuSO4 + 4KI → 2K2SO4 + 2CuI + I2

Задание №21.

К раствору нитрата бария добавили 200 г раствора серной кислоты и получили 9,32 г соли. Какова массовая доля кислоты (в %) в исходном растворе?

Объяснение: запишем уравнение реакции, найдем количество вещества сульфата бария, такое же количество вещества и серной кислоты, найдем массу кислоты (вещества), затем найдем массовую долю.

Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HNO3

n(BaSO4) = 9,32/235 = 0,04 моль

n(H2SO4) = n(BaSO4) = 0,04 моль

m(H2SO4 вещества) = 0,04 x 98 = 3,92 г

ω(H2SO4) = 3,92/200 x 100% = 1,96%

Ответ: массовая доля кислоты в исходном растворе равна 1,96%.

Задание №22.

Даны вещества: CuCl2, H2SO4(), Fe, Na2O, KOH, Na2SO4. Используя воду и необходимые вещества только из этого списка, получите в две стадии гидроксид железа (II). Опишите признаки проведения реакций. Для реакции ионного обмена напишите сокращенное ионное уравнение реакции.

Объяснение: есть несколько способов получить нужное вещество. Приведем один из них.

Щелочные металлы

К щелочным металлам относят химические элементы: одновалентные металлы, составляющие Ia группу: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций.

Эти металлы очень активны, быстро окисляются на воздухе и бурно реагируют с водой. Их хранят под слоем керосина из-за их сильной реакционной способности.

Общая характеристика

От Li к Fr (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств, реакционной способности. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.

Li - 2s 1
Na - 3s 1
K - 4s 1
Rb - 5s 1
Cs - 6s 1
Fr - 7s 1

Природные соединения

NaCl - галит (каменная соль)
KCl - сильвин
NaCl*KCl - сильвинит

Получение

Получить такие активные металлы электролизом водного раствора - невозможно. Для их получения применяют электролиз расплавов при высоких температурах (естественно - безводных):

NaCl → Na + Cl₂↑ (электролиз расплава каменной соли)

Химические свойства

Одной из особенностей щелочных металлов является их реакция с кислородом. Литий в такой реакции преимущественно образует оксид, натрий - пероксид, калий, рубидий и цезий - супероксиды.

K + O₂ → KO₂ (супероксид калия)

Помните, что металлы никогда не принимают отрицательных степеней окисления. Щелочные металлы одновалентны, и проявляют постоянную степень окисления +1 в различных соединениях: гидриды, галогениды (фториды, хлориды, бромиды и йодиды), нитриды, сульфиды и т.д.

Li + H₂ → LiH (в гидридах водород -1)

Na + F₂ → NaF (в фторидах фтор -1)

Na + S → Na₂S (в сульфидах сера -2)

K + N₂ → K₃N (в нитридах азот -3)

Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой, при этом часто происходит воспламенение, а иногда - взрыв.

Na + H₂O → NaOH + H₂↑ (воду можно представить в виде HOH - натрий вытесняет водород)

Иногда в задачах может проскользнуть фраза такого плана: ". в ходе реакции выделился металл, окрашивающий пламя горелки в желтый цвет". Тут вы сразу должны догадаться: речь, скорее всего, про натрий.

Щелочные металлы по-разному окрашивают пламя. Литий окрашивает в алый цвет, натрий - в желтый, калий - в фиолетовый, рубидий - синевато-красный, цезий - синий.

Оксиды щелочных металлов

Имеют общую формулу R₂O, например: Na₂O, K₂O.

Получение оксидов щелочных металлов возможно в ходе реакции с кислородом. Для лития все совсем несложно:

В подобных реакциях у натрия и калия получается соответственно пероксид и супероксид, что приводит к затруднениям. Как из пероксида, так и из супероксида, при желании можно получить оксид:

По свойствам эти оксиды являются основными. Они хорошо реагируют c водой, кислотными оксидами и кислотами:

Li₂O + H₂O → LiOH (осн. оксид + вода = основание - реакция идет, только если основание растворимо)

Na₂O + SO₂ → Na₂SO₃ (обратите внимание - мы сохраняем СО серы +4)

Гидроксиды щелочных металлов

Относятся к щелочам - растворимым основаниям. Наиболее известные представители: NaOH - едкий натр, KOH - едкое кали.

Гидроксиды щелочных металлов получаются в ходе электролиза водных растворов их солей, в реакциях обмена, в реакции щелочных металлов и их оксидов с водой:

KCl + H₂O → (электролиз!) KOH + H₂ + Cl₂ (на катоде выделяется водород, на аноде - хлор)

Проявляют основные свойства. Хорошо реагируют с кислотами, кислотными оксидами и солями, если в ходе реакции выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

LiOH + H₂SO₄ → LiHSO₄ + H₂O (соотношение 1:1, кислота в избытке - получается кислая соль)

2LiOH + H₂SO₄ → Li₂SO₄ + 2H₂O (соотношение 2:1, основание в избытке - получается средняя соль)

KOH + SO₂ → KHSO₃ (соотношение 1:1 - получается кислая соль)

2KOH + SO₂ → K₂SO₃ + H₂O (соотношение 2:1 - получается средняя соль)

С амфотерными гидроксидами реакции протекают с образованием комплексных солей (в водном растворе) или с образованием окиселов - смешанных оксидов (при высоких температурах - прокаливании).

NaOH + Al(OH)₃ → Na[Al(OH)₄] (в водном растворе образуются комплексные соли)

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + H₂O (при прокаливании образуется окисел - смесь двух оксидов: Al₂O₃ и Na₂O, вода испаряется)

Реакции щелочей с галогенами заслуживают особого внимания. Без нагревания они идут по одной схеме, а при нагревании эта схема меняется:

NaOH + Cl₂ → NaClO + NaCl + H₂O (без нагревания хлор переходит в СО +1 и -1)

NaOH + Cl₂ → NaClO₃ + NaCl + H₂O (с нагреванием хлор переходит в СО +5 и -1)

В реакциях щелочей с йодом образуется исключительно иодат, так как гипоиодит неустойчив даже при комнатной температуре, не говоря о нагревании. С серой реакция протекает схожим образом:

NaOH + I₂ → NaIO₃ + NaI + H₂O (с нагреванием)

NaOH + S → Na₂S + Na₂SO₃ + H₂O (сера переходит в СО -2 и +4)

Уникальным является также взаимодействие щелочей с кислотным оксидом NO₂, который соответствует сразу двум кислотам - и азотной, и азотистой.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Щелочные металлы. Химия щелочных металлов и их соединений

Щелочные металлы расположены в главной подгруппе первой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (или просто в 1 группе в длиннопериодной форме ПСХЭ). Это литий Li, натрий Na, калий K, цезий Cs, рубидий Rb и франций Fr.

Электронное строение щелочных металлов и основные свойства

Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня щелочных металлов: ns 1 , на внешнем энергетическом уровне находится 1 s-электрон. Следовательно, типичная степень окисления щелочных металлов в соединениях +1.

Рассмотрим некоторые закономерности изменения свойств щелочных металлов.

В ряду Li-Na-K-Rb-Cs-Fr, в соответствии с Периодическим законом, увеличивается атомный радиус , усиливаются металлические свойства , ослабевают неметаллические свойства , уменьшается электроотрица-тельность .

Физические свойства

Все щелочные металлы — вещества мягкие, серебристого цвета. Свежесрезанная поверхность их обладает характерным блеском.

Кристаллическая решетка щелочных металлов в твёрдом состоянии — металлическая. Следовательно, щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводимостью. Кипят и плавятся при низких температурах. Они имеют также небольшую плотность.

Нахождение в природе

Как правило, щелочные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др. Основные минералы , в которых присутствуют щелочные металлы:

Поваренная соль, каменная соль, галит — NaCl — хлорид натрия

Сильвин KCl — хлорид калия

Сильвинит NaCl · KCl

Глауберова соль Na₂SO_4⋅10Н₂О – декагидрат сульфата натрия

Едкое кали KOH — гидроксид калия

Поташ K₂CO₃ – карбонат калия

Поллуцит — алюмосиликат сложного состава с высоким содержанием цезия:

Способы получения

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl _{(расплав)} → 2Na + Cl₂

Электролитом обычно служит смесь NaCl с NaF и КСl (что позволяет проводить процесс при 610–650°С).

Калий получают также электролизом расплавов солей или расплава гидроксида калия. Также распространены методы термохимического восстановления: восстановление калия из расплавов хлоридов или гидроксидов. В качестве восстановителей используют пары натрия, карбид кальция, алюминий, кремний:

KCl + Na = K↑ + NaCl

KOH + Na = K↑ + NaOH

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl → 2Cs + CaCl₂

В промышленности используют преимущественно физико-химические методы выделения чистого цезия: многократную ректификацию в вакууме.

Качественные реакции

Качественная реакция на щелочные металлы — окрашивание пламени солями щелочных металлов .

Цвет пламени:
Li — карминно-красный
Na — жѐлтый
K — фиолетовый
Rb — буро-красный
Cs — фиолетово-красный

Химические свойства

1. Щелочные металлы — сильные восстановители . Поэтому они реагируют почти со всеми неметаллами .

1.1. Щелочные металлы легко реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

2K + I₂ = 2KI

1.2. Щелочные металлы реагируют с серой с образованием сульфидов:

2Na + S = Na₂S

1.3. Щелочные металлы активно реагируют с фосфором и водородом (очень активно). При этом образуются бинарные соединения — фосфиды и гидриды:

3K + P = K₃P

2Na + H₂ = 2NaH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

Остальные щелочные металлы реагируют с азотом при нагревании.

1.5. Щелочные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:

1.6. При взаимодействии с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – преимущественно пероксид, калий и остальные металлы – надпероксид.

Цезий самовозгорается на воздухе, поэтому его хранят в запаянных ампулах. Видеоопыт самовозгорания цезия на воздухе можно посмотреть здесь.

2. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами:

2.1. Щелочные металлы бурно (со взрывом) реагируют с водой . Взаимодействие щелочных металлов с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

Например , калий реагирует с водой очень бурно:

2K 0 + H₂ + O = 2 K + OH + H₂ 0

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Щелочные металлы взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например , натрий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

2.3. При взаимодействии щелочных металлов с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например , при взаимодействии натрия с концентрированной серной кислотой образуется сульфат натрия, сероводород и вода:

2.4. Щелочные металлы реагируют с азотной кислотой. При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (I):

С разбавленной азотной кислотой образуется молекулярный азот:

При взаимодействии щелочных металлов с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

2.5. Щелочные металлы могут реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства . Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами , фенолом и органическими кислотами .

Например , при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

Ацетилен с натрием образует ацетиленид натрия и также водород:

Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H₂

Фенол с натрием реагирует с образованием фенолята натрия и водорода:

Метанол с натрием образуют метилат натрия и водород:

Уксусная кислота с литием образует ацетат лития и водород:

2СH₃COOH + 2Li → 2CH₃COOLi + H₂↑

Щелочные металлы реагируют с галогеналканами (реакция Вюрца).

Например , хлорметан с натрием образует этан и хлорид натрия:

2.6. В расплаве щелочные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями . Обратите внимание! В растворе щелочные металлы будут взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например , натрий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :

3Na + AlCl₃ → 3NaCl + Al

Оксиды щелочных металлов

Оксиды щелочных металлов (кроме лития) можно получить только к освенными методами : взаимодействием натрия с окислителями в расплаве:

1. О ксид натрия можно получить взаимодействием натрия с нитратом натрия в расплаве:

2. Взаимодействием натрия с пероксидом натрия :

3. Взаимодействием натрия с расплавом щелочи :

2Na + 2NaOН → 2Na₂O + Н₂↑

4. Оксид лития можно получить разложением гидроксида лития :

2LiOН → Li₂O + Н₂O

Химические свойства

Оксиды щелочных металлов — типичные основные оксиды . Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.

1. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами :

Например , оксид натрия взаимодействует с оксидом фосфора (V):

Оксид натрия взаимодействует с амфотерным оксидом алюминия:

2. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотами с образованием средних и кислых солей (с многоосновными кислотами).

Например , оксид калия взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида калия и воды:

K₂O + 2HCl → 2KCl + H₂O

3. Оксиды щелочных металлов активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

Например , оксид лития взаимодействует с водой с образованием гидроксида лития:

Li₂O + H₂O → 2LiOH

4. Оксиды щелочных металлов окисляются кислородом (кроме оксида лития): оксид натрия — до пероксида, оксиды калия, рубидия и цезия – до надпероксида.

Пероксиды щелочных металлов

Свойства пероксидов очень похожи на свойства оксидов. Однако пероксиды щелочных металлов, в отличие от оксидов, содержат атомы кислорода со степенью окисления -1. Поэтому они могут могут проявлять как окислительные , так и восстановительные свойства.

1. Пероксиды щелочных металлов взаимодействуют с водой . При этом на холоде протекает обменная реакция, образуются щелочь и пероксид водорода:

При нагревании пероксиды диспропорционируют в воде, образуются щелочь и кислород:

2. Пероксиды диспропорционируют при взаимодействии с кислотными оксидами .

Например , пероксид натрия реагирует с углекислым газом с образованием карбоната натрия и кислорода:

3. При взаимодействии с минеральными кислотами на холоде пероксиды вступают в обменную реакцию. При этом образуются соль и перекись водорода:

При нагревании пероксиды, опять-таки, диспропорционируют:

4. Пероксиды щелочных металлов разлагаются при нагревании, с образованием оксида и кислорода:

5. При взаимодействии с восстановителями пероксиды проявляют окислительные свойства.

Например , пероксид натрия с угарным газом реагирует с образованием карбоната натрия:

Пероксид натрия с сернистым газом также вступает в ОВР с образованием сульфата натрия:

6. При взаимодействии с сильными окислителями пероксиды проявляют свойства восстановителей и окисляются, как правило, до молекулярного кислорода.

Например , при взаимодействии с подкисленным раствором перманганата калия пероксид натрия образует соль и молекулярный кислород:

Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)

1. Щелочи получают электролизом растворов хлоридов щелочных метал-лов:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

2. При взаимодействии щелочных металлов, их оксидов, пероксидов, гидридов и некоторых других бинарных соединений с водой также образуются щелочи.

Например , натрий, оксид натрия, гидрид натрия и пероксид натрия при растворении в воде образуют щелочи:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2NaH + 2H₂O → 2NaOH + H₂

3. Некоторые соли щелочных металлов (карбонаты, сульфаты и др.) при взаимодействии с гидроксидами кальция и бария также образуют щелочи.

Например , карбонат калия с гидроксидом кальция образует карбонат кальция и гидроксид калия:

1. Гидроксиды щелочных металлов реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид калия с фосфорной кислотой реагирует с образованием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:

2. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с кислотными оксидами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид натрия с углекислым газом реагирует с образованием карбонатов или гидрокарбонатов:

Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами. Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO₃) и азотистая (HNO₂). «Своей» одной кислоты у него нет. Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли- нитрит и нитрат:

А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:

3. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли.

Например , гидроксид натрия с оксидом алюминия реагирует в расплаве с образованием алюминатов:

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

Еще пример : гидроксид натрия с гидроксидом алюминия в расплаве образут также комплексную соль:

4. Щелочи также взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли.

Например : гидроксид калия реагирует с гидрокарбонатом калия с образованием карбоната калия:

5. Щелочи взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется щелочами до силиката и водорода:

Фтор окисляет щелочи. При этом выделяется молекулярный кислород:

Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в щелочах:

Сера взаимодействует с щелочами только при нагревании:

6. Щелочи взаимодействуют с амфотерными металлами , кроме железа и хрома . При этом в расплаве образуются соль и водород:

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂

7. Гидроксиды щелочных металлов вступают в обменные реакции с растворимыми солями .

С щелочами взаимодействуют соли тяжелых металлов.

Например , хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl

Также с щелочами взаимодействуют соли аммония.

Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH₄Cl + NaOH = NH₃ + H₂O + NaCl

8. Гидроксиды всех щелочных металлов плавятся без разложения , гидроксид лития разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2LiOH → Li₂O + H₂O

9. Все гидроксиды щелочных металлов проявляют свойства сильных оснований . В воде практически нацело диссоциируют , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na + + OH —

10. Гидроксиды щелочных металлов в расплаве подвергаются электролизу . При этом на катоде восстанавливаются сами металлы, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O₂ + 2H₂O

Соли щелочных металлов

Нитраты и нитриты щелочных металлов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются на нитриты и кислород. Исключение — нитрат лития. Он разлагается на оксид лития, оксид азота (IV) и кислород.

Например , нитрат натрия разлагается при нагревании на нитрит натрия и молекулярный кислород:

Нитраты щелочных металлов в реакциях могут выступать в качестве окислителей.

Нитриты щелочных металлов могут быть окислителями или восстановителями.

В щелочной среде нитраты и нитриты — очень мощные окислители.

Например , нитрат натрия с цинком в щелочной среде восстанавливается до аммиака:

Сильные окислители окисляют нитриты до нитратов.

Например , перманганат калия в кислой среде окисляет нитрит натрия до нитрата натрия:

Читайте также: