ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин у воді. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння за хімічною формулою прогнозувати фізичні й хімічні властивості речовини та робити висновки щодо її розчинності у воді.

Щоби правильно розв’язати завдання, потрібно проаналізувати хімічні формули речовин, про які йдеться в завданні, їхні фізичні й хімічні властивості:

У спосіб, схематично зображений на рисунку, збирають кисень.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин, її залежність від різних чинників.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й інтерпретувати подану в графічній формі інформацію щодо залежності розчинності солей від температури.

За кривими розчинності (рис. 1), наведеними в умові завдання, легко визначити, що:
– за температури 40 °С розчинність натрій нітрату більша за розчинність калій нітрату;
– за температури 20 °С розчинність рубідій нітрату не є найбільшою.

Рис. 1. Криві розчинності нітратів Рубідію, Калію і Натрію

Тобто правильним є лише твердження I.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати за формулою сполуки ступені окиснення атомів хімічних елементів у ній.

Ступінь окиснення – це умовний цілочисловий заряд на атомі в молекулярній частинці, якого би він набув, якщо відокремити зв’язані з ним електронегативніші атоми разом із парами електронів, що належать зв’язкам. Це ціле число – додатне, від’ємне або нуль.

Алгебрична сума ступенів окиснення всіх атомів у нейтральній молекулі дорівнює нулю, а в йоні – величині його заряду.

У сполуках із неметалічними елементами Гідроген має ступінь окиснення +1, ступінь окиснення Оксигену зазвичай дорівнює -2.

Під час визначення ступенів окиснення атомів хімічних елементів в амоній нітраті потрібно взяти до уваги, що це сіль, утворена катіоном амонію і нітрат-аніоном. А катіон амонію – продукт приєднання протона до молекули амоніаку:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Окисно-відновні реакції. Поняття окисник, відновник, окиснення, відновлення.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати окисно-відновні властивості хімічного елементів за формулою речовини.

Ступінь окиснення – це умовний цілочисловий заряд на атомі в молекулярній частинці, якого би він набув, якщо відокремити зв’язані з ним електронегативніші атоми разом із парами електронів, що належать зв’язкам. Це ціле число – додатне, від’ємне або нуль.

Алгебрична сума ступенів окиснення всіх атомів у нейтральній молекулі дорівнює нулю, а в йоні – величині його заряду.

У сполуках із неметалічними елементами Гідроген має ступінь окиснення +1, ступінь окиснення Оксигену зазвичай дорівнює -2.

Спочатку потрібно визначити ступені окиснення атомів Сульфуру в речовинах, формули яких наведено в умові завдання:

Сульфур – елемент VI А (16) групи періодичної системи хімічних елементів. У його атомі на зовнішньому енергетичному рівні шість валентних електронів. Тому максимальний ступінь окиснення атомів Сульфуру становить +6, а мінімальний дорівнює -2.

Атом Сульфуру зі ступенем окиснення +6 може лише приймати електрони, унаслідок чого його ступінь окиснення знижуватиметься.

Атом Сульфуру зі ступенем окиснення -2 може лише віддавати електрони, унаслідок чого його ступінь окиснення підвищуватиметься.

Атом Сульфуру з проміжним ступенем окиснення +4 може як приймати, так і віддавати електрони, тобто в хімічних реакціях виявляти як окисні, так і відновні властивості.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Гідроліз солей. Забарвлення індикаторів (універсального, фенолфталеїну, метилоранжу) у кислому, лужному й нейтральному середовищах. Якісна реакція на сульфат-аніони.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу, перебіг реакцій йонного обміну між солями в розчині.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити сіль сильної основи й слабкої кислоти. Такою сіллю є натрій силікат \(\mathrm{Na_2SiO_3}\). Продуктом реакції натрій силікату з барій хлоридом у водному розчині є нерозчинний барій силікат, у чому можна пересвідчитися, скориставшись довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді».

Рівняння реакцій, описаних у завданні, такі:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Періодичний закон і періодична система хімічних елементів. Неорганічні речовини і їхні властивості. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку вмінь аналізувати зміни властивостей простих речовин залежно від місця елементів у періодах, підгрупах, за переходу від одного періоду до іншого в періодичній системі хімічних елементів; прогнозувати можливість перебігу окисно-відновних реакцій.

За положенням хімічних елементів, формули простих речовин яких наведено в завданні, можна дійти висновку, що йдеться про можливість перебігу в розчині окисно-відновної реакції.

Водень як дуже слабкий окисник й азот, реакційна здатність якого дуже низька, не витіснять бром з його солі у водному розчині.

Окиснювальна здатність Хлору більша, а Йоду менша порівняно з Бромом. Тож для добування брому з водного розчину калій броміду потрібно використати хлор:

\begin{gather*} \mathrm{2KBr+Cl_2=2KCl+Br_2};\\[7pt] \mathrm{2Br^-+Cl_2=2Cl^-+Br_2}. \end{gather*}

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Класифікація хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати рівняння реакцій за участі неорганічних речовин, класифікувати хімічні реакції за різними ознаками.

Натрій бурхливо реагує з водою з виділенням великої кількості теплоти й утворенням водню і натрій гідроксиду. Тобто ця реакція є екзотермічною: \begin{gather*} \mathrm{2Na+2H_2O=2NaOH+H_2}\uparrow,\ \triangle H\lt 0. \end{gather*}

Атоми Натрію віддають електрони з утворенням катіонів: \begin{gather*} 2\overset{0}{\mathrm{Na}}+2\overset{+1}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}=2\overset{+1}{\mathrm{Na}}\mathrm{OH}+\overset{0}{\mathrm{H}}_2\uparrow ;\\[7pt] \mathrm{NaOH\rightleftarrows Na^+ +OH^-}. \end{gather*}

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення. Тому його можна використати, щоби дослідити середовище розчину, який утворився в посудині після реакції.

Для якісного виявлення водню – одного з продуктів реакції – використати вапняну воду не можна, бо реакція не відбувається. Вапняна вода – насичений розчин кальцій гідроксиду – є реактивом на вуглекислий газ – карбон(ІV) оксид.

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Реакції солей у розчинах із металами.

Скориставшись довідковою таблицею «Ряд активності металів», можна визначити, що кадмій витіснятиме із солей олово, нікель і мідь, оскільки в ряду активності він розташований лівіше від них: \begin{gather*} \mathrm{Cd+Sn^{2+}=Cd^{2+}+Sn}\downarrow;\\[7pt] \mathrm{Cd+Ni^{2+}=Cd^{2+}+Ni}\downarrow;\\[7pt] \mathrm{Cd+Cu^{2+}=Cd^{2+}+Cu}\downarrow. \end{gather*}

Затим потрібно порівняти відносні атомні маси цих елементів (їх зазначено в довідковій таблиці «Періодична система хімічних елементів»): $$ A_r(\mathrm{Ni})\lt A_r(\mathrm{Cu})\lt A_r(\mathrm{Cd})\lt A_r(\mathrm{Sn}). $$

Вочевидь маса кадмієвої пластинки збільшиться, якщо її занурити у водний розчин станум(ІІ) хлориду.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Алюміній і залізо.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати можливість перебігу хімічних реакцій між неорганічними речовинами.

Продуктом реакції заліза з хлором є ферум(ІІІ) хлорид: \begin{gather*} \mathrm{2Fe+3Cl_2=2FeCl_3}. \end{gather*}

Продуктом взаємодії заліза із хлоридною кислотою є ферум(ІІ) хлорид і водень: $$ \mathrm{Fe+2HCl=FeCl_2+H_2}\uparrow. $$

Залізо відновлює сполуку ферум(ІІІ) хлорид до ферум(ІІ) хлориду: $$ \mathrm{2FeCl_3+Fe=3FeCl_2}. $$

Унаслідок реакції між ферум(ІІІ) оксидом і хлоридною кислотою утворюються ферум(ІІІ) хлорид і вода: $$ \mathrm{Fe_2O_3+6HCl=2FeCl_3+3H_2O}. $$

Відповідь: Б.