ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Водневий показник (\(\mathrm{pH}\) розчинів). Кисле, основне й нейтральне середовища.

Перевірці підлягає вміння порівнювати значення \(\mathrm{pH}\) розчинів електролітів (сильних і слабких кислот, солей, що зазнають гідролізу) за однакової концентрації.

Менше значення \(\mathrm{pH}\) відповідає кислішій реакції середовища (найвищій концентрації йонів Гідрогену \(\mathrm{H^+}\)).

А Сульфатна кислота (\(\mathrm{H_2SO_4}\)) є сильною двоосновною кислотою, яка повністю дисоціює у водному розчині з утворенням великої кількості гідроген-йонів (\(\mathrm{H^+}\)). Концентрація гідроген-йонів (\(\mathrm{H^+}\)) висока, тому \(\mathrm{pH}\) значно менший за \(7\) (найнижчий серед усіх варіантів).

Б Натрій етаноат (\(\mathrm{CH_3COONa}\)) – сіль слабкої етанової кислоти (\(\mathrm{CH_3COOH}\)) і сильної основи – натрій гідроксиду (\(\mathrm{NaOH}\)). Водний розчин натрій етаноату має лужне середовище внаслідок гідролізу за аніоном (\(\mathrm{pH\gt7}\)).

В Етанова кислота (\(\mathrm{CH_3COOH}\)) слабка, тому концентрація гідроген-йонів (\(\mathrm{H^+}\)) значно менша, ніж у сильній сульфатній кислоті за такої самої концентрації, а \(\mathrm{pH}\) вищий.

Г Натрій сульфат (\(\mathrm{Na_2SO_4}\)) – середня сіль, утворена сильною сульфатною кислотою (\(\mathrm{H_2SO_4}\)) і сильною основою – натрій гідроксидом (\(\mathrm{NaOH}\)). Водний розчин натрій сульфату має нейтральне середовище (\(\mathrm{pH\approx7}\)).

Правильна відповідь: А.

ТЕМА: Загальна хімія. Органічна хімія. Дисперсні системи. Розчини. Бензен. Гліцерол.

Перевірці підлягає знання класифікації дисперсних систем і розчинності органічних речовин у воді (утворення істинних розчинів, емульсій чи суспензій).

Гліцерол – багатоатомний спирт, який змішується з водою у будь-яких співвідношеннях, утворюючи істинний розчин.

Бензен не розчиняється у воді та не змішується з нею (має меншу густину й утворює шар органічної рідини зверху). Якщо додати до води кілька крапель бензену й добре перемішати, утворюється двофазна дисперсна система з рідким дисперсійним середовищем і рідкою дисперсною фазою – емульсія.

Правильна відповідь: В.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Окисно-відновні реакції.

Перевірці підлягають:

• знання окисних властивостей сполук Мангану(VII);
• уміння добирати відновні агенти (зокрема солі сульфітної кислоти) для відновлення сполук Мангану в розчині.

У калій перманганаті (\(\mathrm{KMnO_4}\)) Манган перебуває в найвищому ступені окиснення \(+7\) і виявляє сильні окисні властивості.

Щоб відновити Манган із водного розчину калій перманганату, потрібна речовина-відновник. З-поміж запропонованих солей Натрію і Калію лише натрій сульфіт (\(\mathrm{Na_2SO_3}\)) містить Сульфур у проміжному ступені окиснення \(+4\). Тому натрій сульфіт (\(\mathrm{Na_2SO_3}\)) легко окиснюється до натрій сульфату (\(\mathrm{Na_2SO_4}\)), у якому Сульфур має ступінь окиснення \(+6\). Тобто натрій сульфіт (\(\mathrm{Na_2SO_3}\)) відновлює Манган зі ступенем окиснення \(+7\) до його нижчих ступенів окиснення \(+4\) або \(+2\) (\(\mathrm{MnO_2}\) у нейтральному середовищі або \(\mathrm{Mn^{2+}}\) у кислому).

В інших запропонованих солях Карбон, Фосфор і Нітроген мають найвищий ступінь окиснення і не виявляють відновних властивостей.

Правильна відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага. Термохімічні рівняння. Принцип Ле Шательє.

Перевірці підлягають уміння аналізувати термохімічні рівняння оборотних реакцій, визначати тепловий ефект (ендо- чи екзотермічність) і прогнозувати зміщення хімічної рівноваги під дією зовнішніх чинників (тиску, температури).

А Утворення амоніаку – ендотермічна реакція. Це – неправильне твердження. Значення теплового ефекту становить \(\Delta H=-92\) кДж, що відповідає виділенню теплоти. Отже, це екзотермічна реакція.

Б Швидкість утворення амоніаку дорівнює швидкості його розкладання – правильне твердження. За визначенням стану хімічної рівноваги в оборотній системі, швидкість прямої реакції (утворення амоніаку) дорівнює швидкості зворотної реакції (його розкладання).

В Унаслідок підвищення тиску зменшиться вміст амоніаку в рівноважній суміші. Це – неправильне твердження. Згідно з принципом Ле Шательє, підвищення тиску зміщує рівновагу в бік меншого об’єму газів (праворуч, де утворюється амоніак кількістю речовини \(2\) моль газів замість азоту і водню загальною кількістю речовини \(4\) моль ліворуч). Тому вміст амоніаку збільшиться.

Г Унаслідок збільшення температури збільшиться вміст амоніаку в рівноважній суміші. Це – неправильне твердження. Пряма реакція є екзотермічною (\(\Delta H\lt0\)). Збільшення температури зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції (зворотної), через що вміст амоніаку зменшиться.

Правильна відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Ряд активності металів (електрохімічний ряд напруг).

Перевірці підлягає: Знання закономірностей витиснення одних металів іншими з водних розчинів їхніх солей відповідно до їхньої активності.

Згідно з рядом активності металів, кожен метал витискає з водних розчинів солей той метал, який розташований у ряду праворуч від нього (тобто є менш активним).

Зі схеми перетворень

\(\mathrm{Zn+X^{2+}\rightarrow X+Y^{2+}\rightarrow Y}\)

випливає:

цинк (\(\mathrm{Zn}\)) витискає метал \(\mathrm{X}\) із розчину його солі, тобто \(\mathbf{Zn\ \textbf{активніший за}\ X}\);

метал \(\mathrm{X}\) витискає метал \(\mathrm{Y}\), тобто \(\mathbf{X\ \textbf{активніший за}\ Y}\).

У ряду активності (наведено фрагмент)

\(\mathrm{Mg\quad Mn\quad Zn\quad Fe\quad Pb\quad Cu}\)

лівіше розташовані активніші, правіше – менш активні метали.

Правильна відповідь: А.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Класи неорганічних сполук. Хімічні властивості оксидів. Реакції сполучення.

Перевірці підлягає знання генетичного зв’язку між неорганічними речовинами й класифікації оксидів.

У реакції сполучення:

\(\text{кальцій оксид}\ +\ \text{речовина}\ \mathrm{Y} \rightarrow\ \text{кальцій сульфат}\)

кальцій оксид (\(\mathrm{CaO}\)) – основний оксид;

продукт реакції – кальцій сульфат (\(\mathrm{CaSO_4}\)), сіль, що містить катіон \(\mathrm{Ca^{2+}}\) і сульфат-аніон \(\mathrm{SO^{2-}_4}\);

сіль утворюється внаслідок взаємодії основного оксиду з кислотним оксидом.

У цьому прикладі кислотним оксидом є сульфур(VI) оксид (\(\mathrm{SO_3}\)), який відповідає сульфатній кислоті (\(\mathrm{H_2SO_4}\)).

Правильна відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Хімічні властивості кислот. Взаємодія кислот із металами й оксидами металічних елементів.

Перевірці підлягають:

• знання загальних властивостей основних оксидів;
• уміння використовувати ряд активності металів для прогнозування.

А Мідь (\(\mathrm{Cu}\)) розташована в ряду активності металів праворуч від водню, тобто є малоактивним металом і не витісняє водень із розведених кислот-неокисників (хлоридної кислоти). Реакція не відбувається.

Б Навіть розведена нітратна кислота є сильним окисником і реагує з малоактивними металами (міддю) з виділенням нітроген(ІІ) оксиду:

\(\mathrm{3Cu + 8HNO_3\ \text{(розв.)} = 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\!\uparrow +\ 4H_2O}\)

В Основний купрум(II) оксид взаємодіє з хлоридною кислотою з утворенням солі й води:

\(\mathrm{CuO + 2HCl = CuCl_2 + H_2O}\)

Г Основний купрум(II) оксид взаємодіє з нітратною кислотою з утворенням солі й води:

\(\mathrm{CuO + 2HNO_3 = Cu(NO_3)_2 + H_2O}\)

Правильна відповідь: А.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Добування й хімічні властивості гідроген хлориду. Якісні реакції на хлорид- і силікат-йони.

Перевірці підлягає знання лабораторного способу добування гідроген хлориду й хімічних властивостей хлоридної кислоти.

У колбі відбувається реакція між твердим натрій хлоридом і концентрованою сульфатною кислотою з утворенням гідроген хлориду:

\(\mathrm{NaCl\ \text{(тв.)} + H_2SO_4\ \text{(конц.)} \rightarrow NaHSO_4 + HCl\!\uparrow}\)

Гідроген хлорид надходить у дві посудини з водними розчинами солей.

Хлороводень у воді утворює хлоридну кислоту, яка реагує з натрій силікатом й аргентум(І) нітратом:

\(\mathrm{Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3\!\downarrow +\ 2NaCl}\)

Утворюється силікатна кислота – білий драглистий осад.

\(\mathrm{HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\!\downarrow +\ HNO_3}\)

Утворюється аргентум(І) хлорид – білий сирнистий осад.

Правильна відповідь: В.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Амфотерні гідроксиди. Хімічні властивості алюміній гідроксиду.

Перевірці підлягає розуміння сутності амфотерності.

1. Утворення алюміній гідроксиду з \(\mathrm{Al^{3+}}\)

Під дією реагенту \(\mathrm{X}\) із розчину, що містить алюміній-йони, випадає осад алюміній гідроксиду:

\(\mathrm{Al^{3+} + 3OH^- = Al(OH)_3\!\downarrow}\)

Це відбувається під час додавання лугу, наприклад \(\mathrm{KOH}\). Отже, \(\mathrm{X}\) – \(\mathrm{KOH}\).

2. Подальші перетворення \(\mathrm{Al(OH)_3}\) з реагентами \(\mathrm{X}\) та \(\mathrm{Y}\)

Алюміній гідроксид амфотерний, тому реагує і з лугами, і з кислотами.

Взаємодія з надлишком лугу (\(\mathrm{X}\) – \(\mathrm{KOH}\))

У реакціях із лугами алюміній гідроксид (\(\mathrm{Al(OH)_3}\)) виявляє кислотні властивості: розчиняється, утворюючи комплексну сіль – калій тетрагідроксоалюмінат (\(\mathrm{K[Al(OH)_4]}\)):

\(\mathrm{Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]}\);

\(\mathrm{Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-}\)

Взаємодія з кислотою (\(\mathrm{Y}\) – \(\mathrm{HCl}\))

Алюміній гідроксид (\(\mathrm{Al(OH)_3}\)) виявляє основні властивості, реагуючи з хлоридною кислотою (\(\mathrm{HCl}\)):

\(\mathrm{Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O}\);

\(\mathrm{Al(OH)_3 + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O}\)

Правильна відповідь: А.