ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома. Йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати склад атомів і простих йонів.

Електронна формула атома Натрію \(1s^22s^22p^63s^1\).

Катіон \(\mathrm{Na}^+\) утворюється внаслідок утрачання атомом Натрію електрона, його електронна формула \(1s^22s^22p^6\).

Електронна формула атома Флуору \(1s^22s^22p^5\).

Аніон \(\mathrm{F}^-\) утворюється внаслідок приєднання атомом Флуору електрона, його електронна формула \(1s^22s^22p^6\).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічні формули.

\begin{gather*} \mathrm { \overset{+2}{Mg}}_x\mathrm{\overset{+3}{Al}_2(\overset{+4}{Si}\overset{-2}{O}_4)_3 }\\[7pt] (+2)x+(+3)\cdot 2+\left((+4)+(-2)\cdot 4\right)\cdot 3=0\\[7pt] x=3\\[7pt] \end{gather*}

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічний зв’язок. Будова речовини.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати речовини йонної будови.

Йонний зв’язок – хімічний зв’язок електростатичної природи між атомами чи групою атомів із дуже великою рiзницею в електронегативності. Валентний електрон при цьому переходить до атома з більшою електронегативністю, а утворені йони притягаються електростатичними силами.

Тобто йонний зв’язок – це зв’язок між йонами.

У варіантах відповіді А, В, Г є формули речовин, утворених атомами неметалічних елементів із порівняно невеликою різницею електронегативності. Тому вони не задовольняють умову завдання. У варіанті відповіді Б наведено формули сполук металічних елементів із неметалічними. У цих елементів значна різниця електронегативності, що зумовлює утворення йонного зв’язку між катіонами лужних елементів – Натрію і Калію – й аніонами Хлору, Оксигену, Сульфуру (рис. 1).

Рис. 1. Відносна електронегативність атомів хімічних елементів

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за формулами речовин і складних йонів, визначати кількість відданих або прийнятих під час окисно-відновних реакцій електронів.

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.

Ступені окиснення атомів Гідрогену й Оксигену у складних речовинах зазвичай становлять +1 і –2 відповідно.

\begin{gather*} \mathrm{8\overset{+1}{H}\overset{-1}{I}+\overset{+1}{H}_2\overset{+6}{S}\overset{-2}{O}_4} \rightarrow\mathrm{4\overset{0}{I}_2+\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{S}+4\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}}\\[7pt] \mathrm{2\overset{-1}{I}}-2\overline{e}\rightarrow \mathrm{\overset{0}{I}_2}\ \ 4\ \ \underline{\text{відновник}},\ \text{окиснення}\\[7pt] \mathrm{\overset{+6}{S}}+\underline{8\overline{e}}\rightarrow \mathrm{\overset{-2}{S}}\ \ 1\ \ \text{окисник, відновлення} \end{gather*}

Відповідь: А.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин.

Завдання скеровано на перевірку знання залежності розчинності речовин від різних чинників.

Розчинність – максимальна маса речовини, яка може за певних умов (температури, тиску) розчинитися в розчиннику масою 100 г. Розчинність залежить від природи розчинюваної речовини та розчинника, температури й (для газуватих речовин) тиску.

Розчинність газів із підвищенням температури зменшується, зі збільшенням тиску – збільшується.

Відповідь: А.

ТЕМА: Йонно-молекулярне рівняння. Реакції обміну між електролітами в розчині.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про умови необоротності перебігу реакцій обміну між електролітами в розчині.

Реакції обміну між електролітами в розчинах відбуваються за участю йонів. Умови необоротності перебігу реакцій обміну між електролітами в розчині наведено на схемі (рис. 1).

Рис. 1. Умови необоротності реакцій між електролітами у водних розчинах

У водному розчині не реагують барій сульфат і хлоридна кислота – летка хлоридна кислота не витісняє сильну нелетку сульфатну кислоту з її солі – нерозчинного барій сульфату (рис. 2).

Витискувальний ряд кислот (кожна попередня кислота може витіснити наступну з її солей)

Рис. 2. Витискувальний ряд кислот

У решті поданих варіантів відповіді внаслідок перебігу реакцій між речовинами в розчинах утворюються осади силікатної кислоти (А), ферум(ІІ) гідроксиду (В), барій карбонату (Г).

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Оксиди.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати осно́вні, кислотні, амфотерні оксиди.

Класифікацію оксидів за їхнім складом і хімічними властивостями наведено на рисунку 1.

Рис. 1. Класифікація оксидів

До основних оксидів належать:

• оксиди всіх металічних елементів головної підгрупи першої групи;
• оксиди всіх металічних елементів головної підгрупи другої групи, починаючи з магнію \((\mathrm{Mg\ –\ Ra})\);
• оксиди металічних елементів у нижчих значеннях валентності, наприклад \(\mathrm{MnO, FeO}\).

Кислотними оксидами є більшість оксидів неметалічних елементів (\(\mathrm{SO_3,\ P_2O_5}\) тощо). Вищі оксиди металічних елементів зі змінною валентністю також виявляють переважно кислотні властивості, наприклад: \(\mathrm{CrO_3, Mn_2O_7, V_2O_5}\).

Амфотерні оксиди під час взаємодії з кислотою або кислотним оксидом виявляють властивості, характерні для основних оксидів. Так само, як основні оксиди, вони взаємодіють з кислотами з утворенням солі і води. У реакціях із лугами або з оксидами лужних і лужноземельних елементів амфотерні оксиди виявляють кислотні властивості.

Літій оксид – основний, цинк оксид – амфотерний, карбон(IV) оксид – кислотний.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Способи добування нерозчинних основ.

Завдання скеровано на перевірку знання способів добування неорганічних речовин.

Нерозчинні основи добувають реакціями обміну між лугом і сіллю в розчині:

\begin{gather*} \mathrm{CuSO_4+2NaOH=Na_2SO_4+Cu(OH)_2\downarrow}\\[7pt] \mathrm{Cu^{2+}+2OH^-=Cu(OH)_2\downarrow} \end{gather*}

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Класифікація кислот.

Критерій класифікації кислот за основністю – кількість атомів Гідрогену, здатних заміститися на атоми металічного елемента. У молекулах одноосновних кислот один атом Гідрогену здатен заміститися атомом металічного елемента, у молекулах двоосновних кислот два атоми Гідрогену здатні заміститися атомами металічного елемента (рис. 1).

Двоосновними є сульфітна \(\mathrm{H_2SO_3}\), сульфатна \(\mathrm{H_2SO_4}\), карбонатна \(\mathrm{H_2CO_3}\) кислоти.

Рис. 1. Класифікація кислот за основністю

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Способи добування солей.

Завдання скеровано на перевірку знання способів добування неорганічних речовин.

Добування середніх солей ґрунтується переважно на взаємодії речовин із протилежними властивостями, зокрема:

• основного або амфотерного оксиду з кислотою (1);
• солі слабшої і / або леткішої кислоти із сильнішої і / або менш леткою кислотою (2);
• основи з кислотою (6).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні класи неорганічних сполук. Солі. Реакції обміну між електролітами у розчині. Явище амфотерності.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати можливість перебігу реакції обміну між електролітами в розчині.

Якщо в кожну пробірку добавляти краплями водний розчин натрій гідроксиду спочатку в обох пробірках утворяться осади нерозчинних гідроксидів. Магній гідроксид осно́вний, тому з надлишком лугу не реагуватиме. Натомість осад амфотерного алюміній гідроксиду в надлишку лугу розчиниться.

Суть реакцій, що відбулися, можна описати за допомогою скорочених йонних рівнянь: \begin{gather*} \mathrm{ Mg^{2+}+2OH^-\rightarrow \underset{\text{білий драглистий}}{Mg(OH)_2\downarrow ;}}\\[7pt] \mathrm{ Al^{3+}+3OH^-\rightarrow \underset{\text{білий драглистий}}{Al(OH)_3\downarrow ;} }\\[7pt] \mathrm{ Al(OH)_3+3OH^-\rightarrow [Al(OH)_6]^{3-}. } \end{gather*}

Відповідь: А.

ТЕМА: Основні класи неорганічних сполук. Реакції обміну між електролітами у розчині.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати можливість перебігу реакцій обміну між електролітами в розчині, продукти цих реакцій.

Реакції обміну між електролітами в розчинах відбуваються за участю йонів. Умови необоротності перебігу реакцій обміну між електролітами в розчині наведено на схемі (рис. 1).

Рис. 1. Умови необоротності реакцій між електролітами у водних розчинах

Умову завдання задовольняє натрій карбонат: \begin{gather*} \mathrm{ BaCl_2+Na_2CO_3=BaCO_3\downarrow +2NaCl;}\\[7pt] \mathrm{ Ba^{2+}+CO^{2-}_3=BaCO_3\downarrow.} \end{gather*}

Сильна хлоридна кислота витісняє слабку й нестійку карбонатну кислоту з її солі (рис. 2).

Витискувальний ряд кислот (кожна попередня кислота може витіснити наступну з її солей)

Рис. 2. Витискувальний ряд кислот

\begin{gather*} \mathrm{ BaCO_3+2HCl=BaCl_2+CO_2\uparrow +\ H_2O;}\\[7pt] \mathrm{ BaCO_3+2H^+=Ba^{2+}+CO_2\uparrow +\ H_2O.} \end{gather*}

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальні відомості про металічні елементи й метали.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати можливість перебігу реакцій солей у водних розчинах із металами.

Порівнявши положення металів у ряду активності \(рис. 1\), можна дійти висновку, що цинк витіснятиме із солей свинець (В) і нікель (Г), оскільки в ряду активності він розташований лівіше: \begin{gather*} \mathrm{ Zn+Pb^{2+}=Zn^{2+}+Pb\downarrow ;}\\[7pt] \mathrm{ Zn+Ni^{2+}=Zn^{2+}+Ni\downarrow .} \end{gather*}

Активніші метали – барій (А) і кальцій (Б), які в ряду активності розташовані лівіше за цинк, він із розчинів солей витіснити не зможе.

Рис. 1 Ряд активності металів

Атомна маса Плюмбуму більша за атомну масу Цинку, тому маса пластинки збільшилася. $$A_r(\mathrm{Ni})\lt A_r(\mathrm{Zn})\lt A_r(\mathrm{Pb}).$$

Тобто умову завдання задовольняє лише плюмбум(ІІ) нітрат.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Поняття про твердість (жорсткість) води та способи її усунення.

Завдання скеровано на перевірку знання чинників, що зумовлюють постійну твердість води.

Твердість води – це сукупність її властивостей, зумовлених деякими катіонами металічних елементів у ній. Усі двовалентні катіони тією чи тією мірою впливають на твердість води, оскільки вони взаємодіють із певними аніонами, унаслідок чого утворюються нерозчинні або малорозчинні сполуки, що випадають в осад.

Тимчасову (карбонатну) твердість води зумовлено катіонами \(\mathrm{Ca^{2+}}\) і \(\mathrm{Mg^{2+}}\), аніонами \(\mathrm{HCO^-_3}\).

Відповідь: А.