ТЕМА: Розчини. Розчинення.

Завдання скеровано на перевірку розуміння природи теплових явищ під час розчинення.

Теплові явища, що супроводжують розчинення речовин, є наслідком взаємодії складників розчину. Молекули води руйнують зв’язки між частинками розчинюваної речовини – молекулами або йонами. Під час цього процесу утворюються продукти приєднання молекул води до частинок розчинюваної речовини – гідрати. На руйнування зв’язків між частинками розчинюваної речовини енергія (\(E_1\)) витрачається. Утворення зв’язків між частинками розчинюваної речовини та молекулами розчинника супроводжується виділенням енергії (\(E_2\)). Якщо \(E_1\gt E_2\), розчин охолоджується, якщо \(E_1\lt E_2\), розчин нагрівається.

Відповідь: B.

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

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати основні, 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.

Ферум(ІІ) оксид є осно́вним, нітроген(І) оксид – несолетворний, нітроген(IV) оксид – кислотний, ферум(ІІІ) оксид – амфотерний.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Класифікація хімічних реакцій. Хімічні властивості натрію.

Завдання скеровано на перевірку знання фізичних і хімічних властивостей натрію, продуктів реакцій за його участі.

Реакцію натрію з водою можна описати хімічним рівнянням $$ \mathrm{2Na+2H_2O=2NaOH+H_2\uparrow .} $$

Густина натрію (\(0,971\ \text{г/см}^3\) менша за густину води (\(1\ \text{г/см}^3\)).

Густина водню (\(M_r(\mathrm{H_2})=2\)) менша за густину повітря (\(\left\langle M_r(\text{пов.})\right\rangle =29\)).

У розчині натрій гідроксиду, який утворився внаслідок реакції натрію з водою, фенолфталеїн набуває малинового кольору.

Відповідь: B.

ТЕМА: Електролітична дисоціація. Сильні та слабкі електроліти.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати сильні та слабкі електроліти, складати й аналізувати рівняння електролітичної дисоціації.

Сульфатна й нітратна кислоти – сильні електроліти, у розведених розчинах практично повністю дисоціюють на йони: \begin{gather*} \mathrm{H_2SO_4\rightarrow 2H^+ + SO^{2-}_4};\\[7pt] \mathrm{HNO_3\rightarrow H^+ + NO^{-}_3}. \end{gather*}

Кількість речовини катіонів Гідрогену в розчині сульфатної кислоти вдвічі більша за її кількість речовини й становить \(0,01\ \text{моль}\ (2\cdot 0,005\ \text{моль})\). Стільки ж, за умовою, катіонів Гідрогену в розведеному розчині нітратної кислоти.

Етанова кислота – дуже слабкий електроліт, який незначною мірою дисоціює за рівнянням $$ \mathrm{CH_3COOH\rightleftarrows H^++CH_3COO^-}. $$

Тобто катіонів Гідрогену в розведеному розчині етанової кислоти значно менше порівняно з іншими розчинами, про які йдеться в завданні.

Відповідь: Б.

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.

Постійна (некарбонатна) твердість води зумовлена катіонами \(\mathrm{Ca^{2+}}\) i \(\mathrm{Mg^{2+}}\), аніонами \(\mathrm{SO^{2-}_4}\).

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Амфотерні оксиди й гідроксиди.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті амфотерності.

Амфотерністю називають здатність деяких хімічних сполук залежно від умов виявляти або основні, або кислотні властивості. Наприклад, з кислотами гідроксиди Алюмінію та Цинку реагують як основи, з лугами – як кислоти.

На схемі 1 відображено реакцію цинку з хлоридною кислотою. На схемі 2 – добування цинк гідроксиду реакцією обміну між сіллю і лугом у водному розчині.

На схемах 3 й 4 відображено реакції цинк оксиду з кислотою і лугом відповідно, тобто його амфотерні властивості.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Реакції йонного обміну.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати перебіг реакцій між електролітами в розчині, їхні зовнішні ефекти.

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

Лише між калій нітратом і кальцій гідроксидом у водному розчині реакція не відбувається, оскільки всі речовини перебувають у розчині у вигляді йонів.

У варіантах відповіді А та В внаслідок реакцій утворюються осади ферум(ІІІ) гідроксиду й аргентум(І) хлориду відповідно.

У хімічній реакції між натрій карбонатом і нітратною кислотою (варіанті відповіді Б) виділяється газ.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Металічні елементи. Метали. Ряд активності металів. Корозія металів і способи захисту від неї.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті електрохімічної корозії металів, уміння порівнювати активність металів.

Одним зі способів захисту металевих конструкцій від морської води і ґрунтової корозії є використання протектора з активнішого металу.

Тобто протектором для заліза (головного складника сталі) є метал, розташований лівіше від нього в ряду активності металів (рис. 1).

Активність металів зменшується
Рис. 1. Ряд активності металів

Умову завдання задовольняє цинк.

Відповідь: B.

ТЕМА: Солі.

Завдання скеровано на перевірку знання тривіальних назв деяких неорганічних речовин, зокрема солей.

Головний складник мармуру – кальцій карбонат, формула якого \(\mathrm{CaCO_3}\).

Відповідь: B.

ТЕМА: Алюміній оксид. Амфотерність.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті амфотерності, знання властивостей алюміній оксиду.

Амфотерністю називають здатність деяких хімічних сполук залежно від умов виявляти або основні, або кислотні властивості. Наприклад, з кислотами алюміній оксид реагує як основний, з лугами – як кислотний:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Сполуки Феруму(ІІ). Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей сполук Феруму, уміння розпізнавати окисно-відновні реакції.

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 складних речовинах зазвичай становлять +1 і –2 відповідно.

Окисно-відновні реакції супроводжувані переходом або зміщенням валентних електронів від атомів із меншою електронегативністю до атомів із більшою електронегативністю.

Окиснення – утрачання електронів атомом або йоном, відновлення – процес, протилежний окисненню.

Окисники приєднують електрони, відновники – віддають.

Ферум є відновником у реакції ферум(ІІ) хлориду з хлором:

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неметалічні елементи. Галогени.

Завдання скеровано на перевірку знання фізичних властивостей галогенів.

За нормальних умов \((0\ ^\circ\text{C},\ 10^5\ \text{Па})\) у твердому стані перебуває йод (табл. 1).

Відповідь: A.

ТЕМА: Сполуки Сульфуру.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей сполук Сульфуру, уміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за хімічними формулами.

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 складних речовинах зазвичай становлять +1 і –2 відповідно.

Ступінь окиснення хімічного елемента в простій речовині дорівнює нулю.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Закон збереження маси. Хімічні рівняння.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати закон збереження маси для складання хімічних рівнянь.

Під час хімічних реакцій кількості атомів хімічних елементів не змінюються, тому маса реагентів дорівнює масі продуктів реакції.

Продуктом каталітичного окиснення амоніаку киснем є нітроген(ІІ) оксид і вода: $$ \mathrm{4NH_3+5O_2=4NO+6H_2O}. $$

Сума коефіцієнтів у правій частині рівняння дорівнює \(10\ (4 + 6)\).

Відповідь: Б.