Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Місце хімічного елемента в періодичній системі. Будова атома. Електронна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати електронну формулу атома хімічного елемента й визначати його місце в періодичній системі.

Кількість електронів в атомі хімічного елемента дорівнює його протонному числу та, відповідно, порядковому номеру в періодичній системі.

У завданні йдеться про Ванадій, порядковий номер якого в періодичній системі – 23.

Це – елемент V групи побічної підгрупи (VБ або 5 групи), четвертого періоду періодичної системи.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічним рівнянням кількості речовини газуватого продукту за відомою масою реагенту й масовою часткою домішок у ньому.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати за хімічним рівнянням кількості речовини газуватого продукту за відомою масою реагенту й масовою часткою домішок у ньому.

Дано:
\(m(\mathrm{CaCO_3})+m(\text{дом.})=250\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CaCO_3})=100\ \text{г/моль}\)
\(w(\mathrm{CaCO_3})=0,8\)

Знайти:
\(n(\mathrm{CO_2})\ -\ ?\)

Відповідь: 2.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічним рівнянням об’єму газуватого реагенту за відомим об’ємом іншого газуватого реагенту.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати за хімічним рівнянням об’єм газуватого реагенту за відомою масою продукту реакції та його відносним виходом.

Дано:
\(V(\mathrm{NH_3})=800\ \text{м}^3\)

Знайти:
\(V(\mathrm{O_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{4NH_3+3O_2\rightarrow 2N_2+6H_2O}\\[6pt] V(\mathrm{O_2})=\frac 34 V(\mathrm{NH_3})\\[6pt] V(\mathrm{O_2})=\frac 34\cdot 800\ \text{м}^3\\[6pt] V(\mathrm{O_2})=600\ \text{м}^3 \end{gather*}

Відповідь: 600.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення масової частки розчиненої речовини.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку розчиненої речовини.

Дано:
\(m_1(\mathrm{H_2SO_4})+m_1(\mathrm{H_2O})=120\ \text{г}\)
\(w_1(\mathrm{H_2SO_4})=0,1\)
\(w_2(\mathrm{H_2SO_4})=0,2\)
\(w_3(\mathrm{H_2SO_4})=0,12\)

Знайти:
\(m_2(\mathrm{H_2SO_4})+m_2(\mathrm{H_2O})\ -\ ?\)

Відповідь: 30

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Електроліз. Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти електролізу водних розчинів солей та обчислювати об’єм газуватого продукту електролізу за масою іншого продукту.

Електроліз – розкладання речовин (наприклад, води, розчинів кислот, лугів, розчинених або розплавлених солей тощо) постійним електричним струмом.

Електроліз полягає в електрохімічних процесах окиснення та відновлення на електродах. Під час електролізу позитивно заряджені йони (катіони) рухаються до катода, на якому електрохімічно відновлюються. Негативно заряджені йони (аніони) рухаються до анода, де електрохімічно окиснюються. Під час електролізу солей малоактивних металічних елементів й оксигеновмісних кислот на катоді відновлюються катіони металічного елемента, а на аноді окиснюються молекули води:

\begin{gather*} \mathrm{CuSO_4\rightarrow Cu^{2+}+SO^{2-}_4;}\\[7pt] \left. \begin{array}{ c c } \text{Катод:}\ \mathrm{Cu^{2+}}+2\overline{e}\rightarrow \overset{0}{\mathrm{Cu}}& \\ \text{Анод:}\ 2\mathrm{H_2O}-4\overline{e}\rightarrow \overset{0}{\mathrm{O}_2}\uparrow+\ 4H^+ .& \end{array}\right.\\[7pt] \mathrm{2Cu^{2+}+2H_2O=2Cu+\overset{0}{O}_2\uparrow +\ 4H^+} \end{gather*}

Дано:
\(m(\mathrm{Cu})=160\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{Cu})=64\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{O_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(V(\mathrm{O_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{Cu})=m(\mathrm{Cu}):M(\mathrm{Cu})\\[7pt] n(\mathrm{Cu})=160\ \text{г}:64\ \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{Cu})=2,5\ \text{моль}\\[6pt] V(\mathrm{O_2})=\frac 12n(\mathrm{Cu})\\[6pt] V(\mathrm{O_2})=n(\mathrm{O_2})V_m(\mathrm{O_2})\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=1,25\ \text{моль}\cdot 22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=28\ \text{л} \end{gather*}

Відповідь: 28.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення відносної молекулярної маси за формулою речовини.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати відносну молекулярну масу за формулою речовини.

Дано:
\(A_r(\mathrm{Cu})=64\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)

Знайти:
\(M_r(\mathrm{(CuOH)_2CO_3})\ -\ ?\)

Відповідь: 222.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічним рівнянням об’єму газуватого реагенту за відомою масою іншого реагенту.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати за хімічним рівнянням об’єм газуватого реагенту за відомою масою продукту реакції та його відносним виходом.

Дано:
\(m_{\text{практ.}}(\mathrm{Cu})=256\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{Cu})=64\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{H_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\eta}(\mathrm{Cu})=0,8\)

Знайти:
\(V(\mathrm{O}_2)\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{CuO+H_2\rightarrow Cu+H_2O}\\[7pt] m_{\text{теор.}}(\mathrm{Cu})=m_{\text{практ.}}(\mathrm{Cu}):\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\eta}(\mathrm{Cu})\\[7pt] m_{\text{теор.}}(\mathrm{Cu})=256\ \text{г}:0,8\\[7pt] m_{\text{теор.}}(\mathrm{Cu})=320\ \text{г}\\[7pt] n(\mathrm{Cu})=m_{\text{теор.}}(\mathrm{Cu}):M(\mathrm{Cu})\\[7pt] n(\mathrm{Cu})=320\ \text{г}:64\ \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{Cu})=5\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{H_2})=n(\mathrm{Cu})=5\ \text{моль}\\[7pt] V(\mathrm{H_2})=n(\mathrm{H_2})V_m(\mathrm{H_2})\\[7pt] V(\mathrm{H_2})=5\ \text{моль}\cdot 22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] V(\mathrm{H_2})=112\ \text{л} \end{gather*}

Відповідь: 112.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення молярної маси речовини за хімічною формулою.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати аніони за допомогою якісних реакцій та обчислювати молярну масу речовини за хімічною формулою.

Умову завдання задовольняє силікат-аніон. Під дією хлоридної кислоти на розчинний силікат випадає склоподібний осад силікатної кислоти. Осад розчиняється внаслідок нейтралізації кислоти лугом.

\begin{gather*} M(\mathrm{SiO^{2-}_3})=(28+3\cdot 16)\ \text{г/моль}\\[7pt] M(\mathrm{SiO^{2-}_3})=76\ \text{г/моль} \end{gather*}

Відповідь: 76.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння перетворювати схеми окисно-відновних реакцій на хімічні рівняння методом електронного балансу.

Сума коефіцієнтів – \(18\).

Відповідь: 18.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічним рівнянням об’єму газуватого реагенту за відомою масою іншого реагенту.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати за хімічним рівнянням об’єм газуватого реагенту за відомим об’ємом іншого газуватого реагенту.

Дано:
\(m(\mathrm{Al})=27\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{Al})=27\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{O_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}(\mathrm{O_2})=0,21\)

Знайти:
\(V(\mathrm{O}_2)\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{4Al+3O_2\rightarrow 2Al_2O_3}\\[6pt] n(\mathrm{O_2})=\frac 34 n(\mathrm{Al})\\[6pt] n(\mathrm{Al})=m(\mathrm{Al}):M(\mathrm{Al})\\[6pt] n(\mathrm{O_2})=\frac 34(m(\mathrm{Al}):M(\mathrm{Al}))\\[6pt] n(\mathrm{O_2})=\frac 34(27\ \text{г}:27\ \text{г/моль})\\[6pt] n(\mathrm{O_2})=0,75\ \text{моль}\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=n(\mathrm{O_2})V_m(\mathrm{O_2})\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=0,75\ \text{моль}\cdot 22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=16,8\ \text{л}\\[7pt] V(\text{пов.})=V(\mathrm{O_2}):\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}(\mathrm{O_2})\\[7pt] V(\text{пов.})=16,8\ \text{л}:0,21\\[7pt] V(\text{пов.})=80\ \text{л} \end{gather*}

Відповідь: 80.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і відносною густиною.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати найпростішу формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і молярною масою.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(\left\langle M_r(\text{пов.})\right\rangle =29\)
\(w(\mathrm{C})=87,5\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{H})=14,3\ \text{%}\)
\(D_{\text{пов.}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=0,966\)

Знайти:
\(M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)\ -\ ?\)

\begin{gather*} x:y=\frac{87,5}{12}:\frac{14,3}{1}\\[6pt] x:y=7,3:14,3\\[7pt] x:y=1:2\\[7pt] M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=D_{\text{пов.}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)\left\langle M_r(\text{пов.})\right\rangle\\[7pt] M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=0,966\cdot 29\\[7pt] M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=28\\[7pt] M_r(\mathrm{CH_2})=14\\[7pt] M_r(\mathrm{C_2H_4})=28 \end{gather*}

Відповідь: 28.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Генетичні зв’язки між класами органічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння встановлювати генетичні зв’язки між органічними речовинами різних класів.

Відповідь: Г В Б А.

Пояснення

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

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати кислоти за основністю.

Основність кислоти визначають за кількістю атомів Гідрогену в її молекулі, які здатні заміщуватися атомами металічних елементів:

$$ \underset{\xrightarrow[{\text{збільшення основності}}]{\ }} { \underbrace{\mathrm{HNO_3}}_{\text{А}}\ \ \underbrace{\mathrm{H_2SO_4}}_{\text{Б}}\ \ \underbrace{\mathrm{H_3PO_4}}_{\text{Г}}\ \ \underbrace{\mathrm{H_4SiO_4}}_{\text{В}} } $$

Відповідь: А Б Г В.

Пояснення

ТЕМА: Неорганічна хімія. Залізо. Сполуки Феруму. Ступінь окиснення.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за формулами речовин.

Окисно-відновні реакції супроводжувані переходом або зміщенням валентних електронів від атомів з меншою електронегативністю до атомів з більшою електронегативністю, тобто змінами ступенів окиснення атомів хімічних елементів.

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:

$$ \mathrm{ \underbrace{\overset{0}{Fe}}_{\text{Г}}\ \ \underbrace{\overset{+2}{Fe}\overset{-2}{O}}_{\text{А}}\ \ \underbrace{\overset{+3}{Fe}_2\overset{-2}{O}_3}_{\text{В}}\ \ \underbrace{\overset{+1}{K}_2\overset{+6}{Fe}\overset{-2}{O}_4}_{\text{Б}} } $$

Відповідь: Г А В Б.