Контрольная работа № 4 по теме «Строение атома. Химическая связь. Окислительно - восстановительные реакции». II вариант № 1. Дайте характеристику химическому элементу азоту по…

Конечно! Ниже приведено подробное решение по каждому заданию вашей контрольной работы, с объяснениями и шагами.

---

№ 1. Характеристика химического элемента азота по положению в периодической системе и его свойства

Положение в ПСХЭ:
Азот — химический элемент с атомным номером 7, входит в 2-ю группу (азотную группу) и 2-й период. Обладает атомной массой около 14 u.

Электронная конфигурация:
Наполняет 2 энергетический уровень (2s и 2p): \[ 1s^2\, 2s^2\, 2p^3 \]
Общий электронный список: 2, 5 (7 электронов).

Высший оксид, его характер:
Азот образует высший оксид — NO₂ (оксид азота(IV)).
Характер: кислородно-кислотный (кислотный); пример — NO₂, который проявляет кислотные свойства.

Высший гидроксид, его характер:
Гидроксид азота (IV) — HNO₂, он слабая азотистая кислота, обладает кислотными свойствами.

Водородное соединение:
Азот образует аммиак — NH₃, которое является основанием по реакции с водой.

---

№ 2. Расположите элементы по возрастанию металлических свойств: Na, Li, K, O, Si

Металлические свойства возрастают по мере увеличения размера атома и уменьшения электроотрицательности.
Расположение: Li < Na < K < Si < O

Обоснование:

• Литий (Li) — самый маленький металлист.
• Натрий (Na), затем калий (K), как более крупные щелочные металлы — более металллы.
• Силиций (Si) — полуметалл, меньшие металлические свойства.
• Оксиген (O) — неметалл, не обладает металлическими свойствами.

---

№ 3. Определите степень окисления элементов в соединениях

• Al₂S₃:
  Алюминий — обычно +3, сульфур — -2, чтобы сбалансировать:
  \[ 2 \times (+3) + 3 \times (x) = 0 \]
  \[ 6 + 3x = 0 \Rightarrow x = -2 \]
  Степень окисления: Al = +3, S = -2.

• Na₂SiO₃:
  Na — +1, O — -2, Si — неизвестно:
  \[ 2 \times (+1) + x + 3 \times (-2) = 0 \]
  \[ 2 + x - 6 = 0 \Rightarrow x = +4 \]
  Степень окисления: Si = +4, Na = +1, O = -2.

• NO:
  Нитрогена — обычно +2 или +4, но в простых оксидарах обычно +2 или +4, проверим:
  \[ x + (-2) = 0 \Rightarrow x = +2 \]
  Степень окисления N = +2.

• KMnO₄:
  Калий — +1, манган — +7 (стандартная степень), кислород — -2.

• Cl₂:
  Элемент — нейтральный, степнь окисления всегда 0.

---

№ 4. Вещества: фтор, оксид магния, сероводород

Формулы:

• Фтор — F₂ (элемент, газ).
• Оксид магния — MgO.
• Сероводород — H₂S.

Тип связи:

• F₂ — ковалентная молекула (ковалентная связь).
• MgO — ионная (между Mg²⁺ и O²⁻).
• H₂S — ковалентная молекула.

Направление смещения электронной плотности:

• В F₂: равномерное, нет смещения.
• В MgO: электронная плотность смещена к кислороду (O — более электроотрицательный).
• В H₂S: электронная плотность смещена к сере, так как сера более электроотрицательна.

Электронные формулы:

• F₂: \(\mathrm{F} – \mathrm{F}\) (связывающие электроны — 2 электронные пары).
• MgO: ионная связь: Mg²⁺ и O²⁻.
• H₂S: структура с парными электронами, каждая связующая пара — H–S.

---

№ 5. Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

Реакция:
\[ \mathrm{KI} + \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 \rightarrow \mathrm{I}_2 + \mathrm{H}_2\mathrm{S} + \mathrm{K}_2\mathrm{SO}_4 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \]

Шаги:

1. Определите окислители и восстановители:

• I в KI — окиситель (+1), I₂ — восстановление (0).
• В H₂S — сере –2, в H₂SO₄ — сера +6.

2. Идентифицируйте окислительно-восстановительные процессы.

3. Балансируем:

Пусть коэффициенты:
\[ a\, \mathrm{KI} + b\, \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 \rightarrow c\, \mathrm{I}_2 + d\, \mathrm{H}_2\mathrm{S} + e\, \mathrm{K}_2\mathrm{SO}_4 + f\, \mathrm{H}_2O \]

Но проще — использовать стандартные уравнения. После решения получается:

• Баланс Иода: 2 KI → I₂, значит коэффициенты для KI — 2.
• Для гидросульфида: H₂S появляется при восстановлении сульфатов.

Общий ответ с коэффициентами:
\[ 2\, \mathrm{KI} + \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 \rightarrow \mathrm{I}_2 + \mathrm{H}_2\mathrm{S} + \mathrm{K}_2\mathrm{SO}_4 + \mathrm{H}_2O \]

Окислитель: \(\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4\) (кислота, источник кислорода).
Восстановитель: KI (передача электронов при образовании I₂ и H₂S).

---

№ 6. Вычисление объема выделившегося газа при реакции с HCl

Дано:
Масса HCl = 73 г,
Массовая доля HCl = 5%.

1. Найдём массу фактического HCl:
   \[ m_{HCl} = 73\, \text{г} \times 0.05 = 3.65\, \text{г} \]

2. Рассчитаем моли HCl:
   Молярная масса HCl = 36.46 г/моль.
   \[ n_{HCl} = \frac{3.65}{36.46} \approx 0.1\, \text{моль} \]

3. Реакция с цинком:
   \[ \mathrm{Zn} + 2\, \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl}_2 + \mathrm{H}_2 \]

Из 0.1 моль HCl получается 0.05 моль H₂.

4. Объем выделившегося газа при стандартных условиях (V = nRT / P):
   Площадь условий — 0°C и 1 атмосфера, V = 22.4 л/моль.
   \[ V_{H_2} = 0.05 \times 22.4 = 1.12\, \text{л} \]

---

Если есть еще вопросы или нужна помощь с конкретным заданием — скажите!