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.

ТЕМА: Загальна хімія. Окисно-відновні реакції. Алюміній.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алюмінію, уміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за формулами речовин, 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.

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальна хімія. Залізо. Сполуки Феруму.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей заліза, уміння прогнозувати продукти реакцій за його участі.

Залізо реагує з перегрітою водяною парою: \begin{gather*} \mathrm{3Fe+4H_2O=Fe_3O_4+4H_2\uparrow .} \end{gather*}

Газуватим продуктом реакції є малорозчинний у воді газ водень, який зібрають витісненням її.

Сума коефіцієнтів: \(3+4+1+4=12\).

Відповідь: А.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Галогени.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей галогенів, уміння порівнювати їхню активність.

Хімічна активність й окиснювальна здатність галогенів (атомів і молекул) спадає в ряду від Флуору до Йоду. Активніші галогени витісняють менш активні з їхніх сполук:

$$ \mathrm{2KBr+Cl_2=2KCl+Br_2}. $$

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Окисно-відновні реакції. Сульфур.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алюмінію, уміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за формулами речовин, 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.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Добування амоніаку.

Завдання скеровано на перевірку знання способів добування неорганічних речовин, тривіальних назв деяких із них.

Нашатир – тривіальна назва амоній хлориду \(\mathrm{NH_4Cl}\), гашеним вапном у побуті й на виробництві називають кальцій гідроксид \(\mathrm{Ca(OH)_2}\).

Амоніак \(\mathrm{NH_3}\) в лабораторних умовах можна добути нагріванням амоній хлориду з кальцій гідроксидом:

Густина амоніаку менша за густину повітря, тому його збирають витісненням останнього з пробірки, розташованої догори дном.

Відповідь: В.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Органічна хімія. Алкани. Карбон(IV) оксид.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алканів і карбон(IV) оксиду, якісної реакції на карбон(IV) оксид.

Реактивом на карбон(IV) оксид є вапняна вода: $$\mathrm{ Ca(OH)_2+CO_2=CaCO_3\downarrow +H_2O. }$$

Унаслідок пропускання карбон(IV) оксиду крізь неї утворюється білий осад кальцій карбонату.

Пропан як представник алканів із кальцій гідроксидом не реагує.

Відповідь: А.

ТЕМА: Органічна хімія. Номенклатура амінів.

Завдання скеровано на перевірку вміння називати аміни за систематичною номенклатурою.

Алгоритм називання амінів за систематичною номенклатурою зображено на рисунку 1.

Рис. 1. Алгоритм називання амінів за систематичною номенклатурою

Назва органічної сполуки, структурну формулу якої наведено в завданні, – 3-метилгексан-3-амін (рис. 2).

Рис. 2. Структурна формула 3-метилгексан-3-аміну

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани. Метан.

Завдання скеровано на перевірку знання поширення в природі, фізичних і хімічних властивостей метану.

1 метан за освітлення вступає із хлором у реакцію заміщення

2 метан – головний складник природного газу

3 метан є насиченим вуглеводнем і не знебарвлює бромну воду

4 взаємодією кальцій карбіду з водою добувають ацетилен

5 метан \(\mathrm{CH_4}\) – перший член гомологічного ряду алканів, загальна формула членів якого \(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+2}\)

6 молярна маса метану 16, а середня молярна маса повітря 29

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Алкени. Типи хімічних реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алкенів і вміння класифікувати хімічні реакції за їхньої участі.

Пропен є ненасиченим вуглеводнем, тому вступає в реакції приєднання, зокрема з бромом:

Відповідь: В.

ТЕМА: Органічна хімія. Алкіни. Етин.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алкінів, способу добування етаналю.

Зв’язок \(\mathrm{C-H}\) у молекулах алкінів із кінцевим потрійним зв’язком настільки поляризований, що може розриватися за гетеролітичним механізмом з утворенням протона: $$\mathrm{HC\equiv C:\ H\rightarrow[HC\equiv C:]^-H^+.}$$

Такі сполуки виявляють слабкі кислотні властивості й здатні вступати в реакції заміщення, зокрема заміщувати атом Гідрогену на атом металічного елемента, наприклад,

Продуктом каталітичної гідратації етину є етаналь (реакція Кучерова):

Відповідь: А.