ТЕМА: Загальні відомості про металічні елементи й метали. Солі.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей металів; розуміння, за яких умов метал реагує із сіллю.

Метал реагує із сіллю, якщо він активніший за той метал, який входить до складу солі. Для порівняння активності металів користуємося рядом активності металів (таблиця 4 тестового зошита). За умовою завдання одна з пластинок виготовлена з кадмію, а інша – з міді. Пластинки занурили у водний розчин плюмбум(ІІ) етаноату. Порівняємо активність металів. Кадмій активніший за свинець, тому реагуватиме із сіллю, мідь – менш активний метал порівняно зі свинцем, тому із сіллю не реагує. Унаслідок взаємодії металу з розчином солі маса металу (пластинки) змінюється, тому що відносні атомні маси різних металів різні. В умові зазначено, що змінилася маса лише пластинки, виготовленої з металу Х, тому Х – кадмій, тоді Y – мідь. Отже, твердження ІІ правильне. Проаналізуємо, як зміниться маса пластинки, виготовленої з кадмію. Напишемо рівняння реакції кадмію з плюмбум(ІІ) етаноатом:

Порівняємо відносні атомні маси кадмію і свинцю: \(A_r\mathrm{(Cd)}=112;\ A_r\mathrm{(Pb)}=207\). Унаслідок реакції кадмію з плюмбум(ІІ) етаноатом, кадмій переходить у розчин, а свинець осідає на пластинці. Якщо, наприклад, розчиняється кадмій кількістю речовини 1 моль (це 112 г), то на пластинці осідає свинець кількістю речовини 1 моль (це 207 г), маса пластинки збільшується. Отже, твердження І неправильне.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Суміші речовин. Розчини. Гідроліз солей. рН розчинів.

Завдання скеровано на перевірку розуміння процесу гідролізу солей і вміння визначати середовище водного розчину солі залежно від того, якими електролітами утворена сіль, знання значень рН для кожного середовища.

Для виконання завдання необхідно знати, що таке гідроліз, розуміти, як визначити середовище водного розчину солі, знати значення рН для кожного середовища.

Гідроліз – це реакція обміну між сіллю і водою. Якщо сіль утворена слабкою основою і сильною кислотою, то гідроліз відбувається за катіоном, у такому разі реакція середовища кисла; якщо сильною основою і слабкою кислотою , то – за аніоном, реакція середовища – лужна; якщо слабкою основою і слабкою кислотою, то – як за катіоном, так і за аніоном, реакція середовища може бути нейтральною; якщо сильною кислотою і сильною основою, то гідроліз не відбувається, відбувається електролітична дисоціація, реакція середовища – нейтральна.

Аналізуємо твердження:
І. Водний розчин \(\mathrm{Na_2S\ (NaOH\ \text{й}\ H_2S}\), сильна основа, слабка кислота) – лужне середовище, pH > 7. Лужне середовище можна визначити водно-спиртовим розчином фенолфталеїну, він набуває малинового забарвлення. Правильне твердження.
ІІ. Водний розчин \(\mathrm{NH_4NO_3\ (NH_3\cdot\ H_2O\ \text{й}\ HNO_3}\), слабка основа, сильна кислота) – кисле середовище, pH < 7. Значення рН розчину 2 менше, ніж значення рН розчину 1. Правильне твердження.

Відповідь: B.

ТЕМА: Суміші речовин. Розчини. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку розуміння процесу гідролізу солей і вміння визначати середовище водного розчину солі залежно від того, якими електролітами утворена сіль.

Для виконання завдання необхідно знати, що таке гідроліз, розуміти як визначити середовище водного розчину солі.

Гідроліз – це реакція обміну між сіллю і водою. Якщо сіль утворена слабкою основою і сильною кислотою, то гідроліз відбувається за катіоном, у такому разі реакція середовища кисла; якщо сильною основою і слабкою кислотою , то – за аніоном, реакція середовища – лужна; якщо слабкою основою і слабкою кислотою, то – як за катіоном, так і за аніоном – реакція середовища може бути нейтральною; якщо сильною кислотою і сильною основою, то гідроліз не відбувається, відбувається електролітична дисоціація, реакція середовища – нейтральна.

Проаналізуємо, якою основою і кислотою утворена кожна сіль, і визначимо реакцію середовища:
\(\mathrm{ZnSO_4\ (Zn(OH)_2\ \text{i}\ H_2SO_4,}\) слабка основа, сильна кислота) – кисле середовище;
\(\mathrm{Na_2CO_3\ (NaOH\ \text{i}\ H_2CO_3,}\) сильна основа, слабка кислота) – лужне середовище
\(\mathrm{NaCl\ (NaOH\ \text{i}\ HCl,}\) сильна основа, сильна кислота) – нейтральне середовище
Зіставляємо визначене середовище водного розчину солі з варіантами відповідей.

Відповідь: A.

ТЕМА: Суміші речовин. Розчини. Загальні відомості про металічні елементи й метали.

Завдання скеровано на перевірку розуміння реакцій йонного обміну, якісне виявлення катіонів Ферум(3+).

Для виконання завдання необхідно знати, що осадити катіон можна аніоном, і вміти користуватися таблицею розчинності.

Проаналізуємо запропоновані водні розчини на вміст аніонів і за допомогою таблиці розчинності визначимо, який саме аніон з катіоном \(\mathrm{Fe^{3+}}\) утворює осад. Із нітратом (варіанти відповідей А й Г) і сульфатом (варіант відповіді В) катіон \(\mathrm{Fe^{3+}}\) осад не утворює. Лише з гідроксид-аніоном \(\mathrm{Fe^{3+}}\) утворює нерозчинну речовину.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Суміші речовин. Розчини. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку знання гідролізу солей.

Для виконання завдання необхідно знати поняття гідроліз і розуміти, за яким йоном у водному розчині сіль зазнає гідролізу.

Гідроліз – це реакція обміну між сіллю і водою. Якщо сіль утворена слабкою основою і сильною кислотою, то гідроліз відбувається за катіоном, у такому разі реакція середовища кисла; якщо сильною основою і слабкою кислотою , то – за аніоном, реакція середовища – лужна; якщо слабкою основою і слабкою кислотою, то – як за катіоном, так і за аніоном, реакція середовища може бути нейтральною; якщо сильною кислотою і сильною основою, то гідроліз не відбувається, відбувається дисоціація, реакція середовища – нейтральна.

Проаналізуємо, якою основою і кислотою утворена кожна сіль:

У водному розчині зазнає гідролізу як за катіоном, так і за аніоном амоній карбонат.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступінь окиснення елементів у речовині.

Зазвичай як ступінь окиснення Натрію, так і Гідрогену в сполуках становить +1, а Оксигену – -2. Ураховуючи, що речовина електронейтральна, складаємо алгебраїчне рівняння і визначаємо ступінь окиснення елемента в сполуці \begin{gather*} \underset{+1}{\overset{+1}{\mathrm{Na}}}\left[\underset{x}{\overset{x}{\mathrm{E}}}\left(\underset{-2}{\overset{-2}{\mathrm{O}}}\underset{+1}{\overset{+1}{\mathrm{H}}}\right)_4\right]. \\ 1+x+(-2+1)\cdot 4=0,\ \ x=+3. \end{gather*} Із запропонованих елементів ступінь окиснення +3 може мати лише Алюміній.

Відповідь: A.

ТЕМА: Хімічна реакція. Гальванічний елемент.

Завдання скеровано на перевірку розуміння принципу роботи гальванічного елемента.

Гальванічний елемент – хімічне джерело електричного струму (енергія хімічної реакції перетворюється в електричну енергію).

Проаналізуємо, як працює гальванічний елемент, схему якого наведено в завданні. Електроди (заряджені стержні) виготовлені з металів цинку й міді, занурені в розчини їхніх солей і поєднані електролітним містком. Електроди з’єднані гальванометром. Цинк активніший за мідь, тому є анодом, а мідь – катодом. Анод окиснюється: \(\mathrm{Zn^0-2\overline{e}\rightarrow Zn^{2+}}\), його маса зменшується. У прикатодному просторі катіони \(\mathrm{Cu^{2+}}\) із розчину купрум(ІІ) нітрату відновлюються: \(\mathrm{Cu^{2+}+2\overline{e}\rightarrow Cu^{0}}\), маса катода збільшується. Отже, помилкове твердження лише А.

Відповідь: A.

ТЕМА: Хімічна реакція. Хімічна рівновага. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку знання понять оборотна реакція, хімічна рівновага й розуміння впливу різних чинників на хімічну рівновагу.

Оборотна реакція – це реакція, яка відбувається в прямому і зворотному напрямках. Хімічна рівновага – стан, за якого швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції. Хімічна рівновага є динамічною. На зміщення рівноваги впливає концентрація реагентів і продуктів реакції, тиск і температура. Вплив цих чинників описує принцип Ле Шательє: якщо змінити одну з умов, за якої система перебуває в рівновазі (концентрацію, тиск або температуру), то рівновага зміщується в бік тієї реакції, яка протидіє цій зміні. Відповідно до принципу Ле Шательє, підвищення тиску зміщує рівновагу в бік менших об’ємів (тиск знижується), а зниження тиску зміщує рівновагу в бік більших об’ємів (тиск підвищується); підвищення температури зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції (температура знижується), а зниження температури зміщує рівновагу в бік екзотермічної реакції (температура підвищується); збільшення концентрації реагентів зміщує рівновагу в бік продуктів реакції.

За умовою завдання необхідно проаналізувати рівняння оборотних реакцій і вказати рівняння реакції, у якій зниження тиску зумовить зміщення хімічної рівноваги праворуч, тобто в бік прямої реакції. Відповідно до принципу Ле Шательє, зниження тиску зміщує рівновагу в бік більших об’ємів (тиск підвищується).

Отже, необхідно визначити, у якій оборотній реакції пряма реакція відбувається зі збільшенням об’ємів.

Лише в оборотній реакції $$ \mathrm{ \underset{1\ \text{об'єм}}{\underbrace{\underset{1\ \text{об'єм}}{\underbrace{CO_{2\ (\text{г})}}}+\underset{-}{\underbrace{C_{(\text{т})}}}}} \rightleftarrows \underset{2\ \text{об'єми}}{\underbrace{2CO_{(\text{г})}}} } $$ об’єм збільшується.

Відповідь: B.

ТЕМА: Хімічна реакція. Хімічна рівновага. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку знання понять оборотна реакція, хімічна рівновага й розуміння впливу різних чинників на хімічну рівновагу.

Хімічна рівновага – стан, за якого швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції. Хімічна рівновага є динамічною. На зміщення рівноваги впливає концентрація реагентів і продуктів реакції, тиск і температура. Вплив цих чинників описує принцип Ле Шательє: якщо змінити одну з умов, за якої система перебуває в рівновазі (концентрацію, тиск або температуру), то рівновага зміщується в бік тієї реакції, яка протидіє цій зміні. Відповідно до принципу Ле Шательє, підвищення тиску зміщує рівновагу в бік менших об’ємів (тиск знижується), а зниження тиску зміщує рівновагу в бік більших об’ємів (тиск підвищується); підвищення температури зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції (температура знижується), а зниження температури зміщує рівновагу в бік екзотермічної реакції (температура підвищується); збільшення концентрації реагентів зміщує рівновагу в бік продуктів реакції.

У завданні необхідно визначити, як змінити тиск і температуру для зміщення рівноваги в бік утворення метанолу (пряма реакція).

Проаналізуймо рівняння оборотної реакції, наведеної в завданні. Пряма реакція (утворення метанолу) супроводжується зменшенням тиску (із трьох об’ємів газів утворюється один, об’єм зменшується) і підвищенням температури (екзотермічна реакція, \(\triangle H\lt 0\)). Відповідно до принципу Ле Шательє, для зміщення рівноваги в бік менших об’ємів тиск необхідно підвищити; для зміщення рівноваги в бік екзотермічної реакції температуру необхідно знизити.

Відповідь: B.

ТЕМА: Хімічний зв’язок.

Завдання скеровано на перевірку знання типів хімічного зв’язку й уміння визначати тип зв’язку за формулами.

Для виконання завдання необхідно знати, між якими елементами може утворитися йонний зв’язок і визначити за формулами цей зв'язок.

Йонний зв'язок – зв'язок між йонами. Йони – заряджені частинки, на які перетворюються атоми хімічних елементів, що значно відрізняються за електронегативністю (ЕН). ЕН – здатність атома елемента притягувати електрони від атомів інших елементів, у періодах і групах змінюється так само, як неметалічні властивості. Зазвичай найбільша різниця в ЕН між металами і неметалами, тому достатньо проаналізувати, у якому рядку зазначено сполуки металічних і неметалічних елементів.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступінь окиснення елементів у речовині.

Зазвичай ступінь окиснення Натрію в сполуках дорівнює +1, а Оксигену – -2. Ураховуючи, що речовина електронейтральна, складаємо алгебраїчне рівняння й визначаємо ступінь окиснення Брому \( \underset{+1}{\overset{+1}{\mathrm{Na}}}\underset{x}{\overset{x}{\mathrm{Br}}}\underset{-6}{\overset{-2}{\mathrm{O_3}}} \).

$$ 1 + x + (-6) = 0,\ \ x = 5. $$

Відповідь: B.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на розуміння понятть нуклідний символ, йон.

В атомі кількість електронів збігається з протонним числом \(\mathrm{Z}\) (порядковим номером), \(\mathrm{\overline{e}}\) – кількість електронів. Йон – це заряджена частинка, аніон – негативний йон.

Для аніона: \(\mathrm{\overline{e} =Z}\) + заряд аніона (за модулем) = 17 + 1 = 18.

Відповідь: B.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття нуклідний символ, уміння визначати за нуклідним символом склад ядра атома.

Нуклідний символ включає символьне позначення хімічного елемента з протонним і нуклонним числом.
Нуклідний символ: \(\mathrm{_Z^AE}\),
\(\mathrm{A = Z+N},\ \text{тож}\ \mathrm{N = A\ –\ Z,}\ \text{де}\)
\(\mathrm{E}\) – позначення хімічного елемента, \(\mathrm{Z}\) – протонне число (порядковий номер), \(\mathrm{A}\) – нуклонне число (відносна атомна маса), \(\mathrm{N}\) – нейтронне число.
Для визначення кількості нейтронів від нуклонного числа (відносна атомна маса) необхідно відняти протонне число (порядковий номер). Однакову різницю між цими числами наведено лише в рядку A.

Відповідь: A.

ТЕМА: Будова атома і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку знання будови атома й складу простих йонів, розуміння того, чим за складом ядер відрізняються атоми хімічних елементів.

Для виконання завдання необхідно розуміти, що атоми хімічних елементів відрізняються кількістю протонів у ядрах. Аналіз інформації, поданої в таблиці, показує, що наведено склад ядер атомів чотирьох хімічних елементів із протонними числами 7, 8, 9, 10. Отже, у завданні описано склад ядер атомів чотирьох хімічних елементів.

Відповідь: B.