Контрольная работа по теме: "Металлы". Вариант 1. 9 класс. 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Са→CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → CaCl2. 2.В ряду химических элементов бериллий → магний → кальций: А. увеличивается число электронных слоев в атоме; Б. уменьшается число протонов в ядрах атомов; В. увеличивается высшая степень окисления. Г. уменьшается радиус атома. 3. Рассчитайте массу осадка, который выпадет при взаимодействии изб арбоната калия с 17,4 г 15% ного раствора нитрата бария.

Решение:

1. Уравнения реакций:

1. Ca → CaO:

Кальций при нагревании на воздухе реагирует с кислородом:

\[ 2Ca + O_2 +\xrightarrow{\Delta} 2CaO \]
2. CaO → Ca(OH)2:

Оксид кальция (негашеная известь) реагирует с водой:

\[ CaO + H_2O +\xrightarrow{} Ca(OH)_2 \]
3. Ca(OH)2 → CaCO3:

Гидроксид кальция реагирует с углекислым газом:

\[ Ca(OH)_2 + CO_2 +\xrightarrow{} CaCO_3\downarrow + H_2O \]
4. CaCO3 → CaCl2:

Карбонат кальция реагирует с соляной кислотой:

\[ CaCO_3 + 2HCl +\xrightarrow{} CaCl_2 + H_2O + CO_2 \]

2. Ряд химических элементов: бериллий → магний → кальций.

Это элементы II группы главной подгруппы. С увеличением атомного номера в главной подгруппе:

• Число электронных слоев увеличивается (поэтому вариант А неверен).
• Число протонов увеличивается (поэтому вариант Б неверен).
• Высшая степень окисления остается постоянной (+2) (поэтому вариант В неверен).
• Радиус атома увеличивается (поэтому вариант Г неверен).

Однако, если рассматривать ряд элементов в контексте их поведения (например, восстановительных свойств), то радиус атома действительно увеличивается. В данном случае, учитывая, что вопросы касаются свойств атомов, а не химической активности, и если подразумевается вопрос о тенденциях в группе, то радиус атома увеличивается. Давайте пересмотрим варианты, предполагая, что есть ошибка в вариантах или вопрос интерпретируется шире.

Пересмотр варианта 2:

В ряду бериллий → магний → кальций (элементы II группы главной подгруппы):

• А. Увеличивается число электронных слоев в атоме. Это верно. Бериллий (Be) - 2 слоя, Магний (Mg) - 3 слоя, Кальций (Ca) - 4 слоя.
• Б. Уменьшается число протонов в ядрах атомов. Неверно, число протонов увеличивается (Be - 4, Mg - 12, Ca - 20).
• В. Увеличивается высшая степень окисления. Неверно, для элементов II группы она постоянна и равна +2.
• Г. Уменьшается радиус атома. Неверно, радиус атома увеличивается вниз по группе.

Правильный ответ: А.

3. Расчет массы осадка:

Дано:

• Масса раствора нитрата бария (Ba(NO3)2) = 17,4 г
• Массовая доля Ba(NO3)2 = 15%
• Реагент: карбонат калия (K2CO3) - избыток.

Найти:

• Массу осадка (BaCO3).

Решение:

1. Найдем массу нитрата бария в растворе:

\[ m(Ba(NO_3)_2) = m_{раствора} +\times \frac{w}{100\%} = 17,4 \text{ г} +\times \frac{15\%}{100\%} = 2,61 \text{ г} \]

2. Найдем молярную массу нитрата бария (Ba(NO3)2):

\[ M(Ba(NO_3)_2) = M(Ba) + 2 +\times (M(N) + 3 +\times M(O)) \]

\[ M(Ba) +\approx 137,3 \text{ г/моль} \]

\[ M(N) +\approx 14,0 \text{ г/моль} \]

\[ M(O) +\approx 16,0 \text{ г/моль} \]

\[ M(Ba(NO_3)_2) +\approx 137,3 + 2 +\times (14,0 + 3 +\times 16,0) +\approx 137,3 + 2 +\times (14,0 + 48,0) +\approx 137,3 + 2 +\times 62,0 +\approx 137,3 + 124,0 +\approx 261,3 \text{ г/моль} \]

3. Найдем количество вещества нитрата бария:

\[ n(Ba(NO_3)_2) = +\frac{m(Ba(NO_3)_2)}{M(Ba(NO_3)_2)} = +\frac{2,61 \text{ г}}{261,3 \text{ г/моль}} +\approx 0,01 \text{ моль} \]

4. Запишем уравнение реакции взаимодействия нитрата бария с карбонатом калия:

Реакция ионного обмена с образованием нерастворимого карбоната бария (осадок).

\[ Ba(NO_3)_2 + K_2CO_3 +\xrightarrow{} BaCO_3+\downarrow + 2KNO_3 \]

Из уравнения видно, что 1 моль Ba(NO3)2 реагирует с 1 моль K2CO3 с образованием 1 моль BaCO3.

5. Найдем количество вещества осадка (BaCO3):

Так как K2CO3 в избытке, нитрат бария является лимитирующим реагентом. Количество вещества осадка BaCO3 равно количеству вещества Ba(NO3)2.

\[ n(BaCO_3) = n(Ba(NO_3)_2) = 0,01 \text{ моль} \]

6. Найдем молярную массу карбоната бария (BaCO3):

\[ M(BaCO_3) = M(Ba) + M(C) + 3 +\times M(O) \]

\[ M(BaCO_3) +\approx 137,3 + 12,0 + 3 +\times 16,0 +\approx 137,3 + 12,0 + 48,0 +\approx 197,3 \text{ г/моль} \]

7. Найдем массу осадка (BaCO3):

\[ m(BaCO_3) = n(BaCO_3) +\times M(BaCO_3) = 0,01 \text{ моль} +\times 197,3 \text{ г/моль} +\approx 1,973 \text{ г} \]

Ответ:

• 2. А
• 3. 1,973 г