Загальна хімія – Речовина

ТЕМА: Загальна хімія. Неорганічні речовини та їхні властивості. Електролітична дисоціація. Якісні реакції на катіони й аніони.

Завдання скеровано на перевірку вміння доводити якісний склад неорганічних речовин за допомогою характерних реакцій на катіони й аніони в їхньому складі.

Хлоридна кислота дисоціює на катіони Гідрогену й хлорид-аніони. Тому реагує з алюмінієм з утворенням відповідної солі та водню і з аргентум(І) нітратом з утворенням осаду аргентум(І) хлориду:

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неметалічні елементи. Амоніак. Йони амонію.

Завдання скеровано на перевірку знання якісної реакції на катіони амонію.

Реактивом на катіони амонію є гідроксид-аніони: $$ \mathrm{NH^+_4+OH^-=NH_3\uparrow +\ H_2O.} $$

Унаслідок реакції виділяється амоніак – газ iз характерним різким запахом, у якому вологий універсальний індикаторний папірець набуває синього кольору.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні речовини. Карбонові кислоти.

Завдання скеровано на перевірку розуміння зумовленості властивостей карбонових кислот складом і будовою їхніх молекул.

Під впливом атомів Хлору в молекулах карбонових кислот полярність зв’язку \(\mathrm{O\ -\ H}\) у карбоксильній групі збільшується, тому збільшується ступінь дисоціації. Що більше атомів Хлору у вуглеводневому заміснику в молекулі кислоти, то більший ступінь її дисоціації.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Електролітична дисоціація. Солі як електроліти.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти електролітичної дисоціації солей.

Солі – електроліти, які в розтопі або у водному розчині дисоціюють на катіони металічного елемента й аніони кислотного залишку:

Відповідь: 1Г, 2А, 3Б, 4Д.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічна і графічна (структурна) формули.

Завдання скеровано на перевірку розуміння молекулярної і структурної формул, якісного і кількісного складу речовин.

Для виконання завдання необхідно розуміти, що карбонові кислоти й естери – це різні класи органічних сполук. Однакова молекулярна формула вказує на те, що ці речовини ізомерні одна одній.

Ізомери – речовини, які мають однаковий склад, але різну будову, а тому різні властивості. Тому в цих речовин може бути лише однакова молекулярна маса.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні поняття. Речовина.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння понять молекула, проста речовина, хімічний елемент.

Для виконання завдання необхідно знати, що молекули простих речовин складаються з атомів одного хімічного елемента. За умовними позначеннями атомів хімічних елементів необхідно проаналізувати рисунки, на яких схематично зображено суміші молекул.

На рисунках відповідей А і Б зображено суміш простих і складних речовин, а це не відповідає умові завдання. На рисунках відповідей В і Г зображено суміш простих речовин, але лише на рисунку відповіді В зображено суміш молекул простих речовин одного хімічного елемента.

Відповідь: B.

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: 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: 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. 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. Загальні відомості про неметалічні елементи й неметали. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей основних класів неорганічних сполук, розуміння процесу гідролізу солей і вміння визначати середовища 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.

Проаналізуємо склад розчину кожної речовини й визначимо реакцію середовища.
1 – сульфур(IV) оксид (\(\mathrm{SO_2}\)) є кислотним оксидом, розчин речовини має кисле середовище: $$ \mathrm{ SO_2+H_2O \rightleftarrows H^{+}+HSO_3^{-}; } $$ 2 – амоніак (\(\mathrm{NH_3}\)) добре розчиняється у воді й має лужне середовище: $$ \mathrm{ NH_3 + H_2O \rightleftarrows NH^{+}_4+OH^{-}; } $$ 3 – амоній хлорид (\(\mathrm{NH_4Cl}\)), сіль утворена слабкою основою і сильною кислотою, гідроліз відбувається за катіоном, у такому разі реакція середовища кисла: \begin{gather*} \mathrm{ NH_4Cl+HOH \rightleftarrows NH_3\cdot H_2O+HCl; }\\[7pt] \mathrm{ NH^{+}_4+HOH\leftrightarrows NH_3\cdot H_2O+H^{+} } \end{gather*} 4 – кальцій оксид (\(\mathrm{CaO}\)) є основним оксидом, розчин речовини має лужне середовище: \begin{gather*} \mathrm{ CaO+H_2O \rightleftarrows Ca(OH)_2; }\\[7pt] \mathrm{ Ca(OH)_2\rightarrow Ca^{2+} +2OH^{-} } \end{gather*} До кожного розчину добавили водно-спиртовий розчин фенолфталеїну, який набуває малинового забарвлення лише в лужному середовищі.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Суміші речовин. Розчини.

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

Для виконання завдання необхідно знати, за яких умов відбуваються реакції обміну між електролітами в розчинах.

Проаналізуємо описані в завданні досліди й зіставимо їх із варіантами відповіді.

У першій пробірці після добавляння до розчину речовини Х розчину барій нітрату утворився осад: \(\mathrm{X +Ba(NO_3)_2\rightarrow\ \text{осад.}}\) Барій нітрат дисоціює в розчині: \(\mathrm{Ba(NO_3)_2\rightarrow Ba^{2+}+2NO_3^{-}}\). З-поміж речовин, назви яких наведено у варіантах відповіді, осад унаслідок реакції з барій нітратом у розчині може утворити або магній сульфат (А), або калій сульфат (В). Варіанти відповіді Б і Г виключаємо.

У другій пробірці після добавляння до розчину речовини Х розчину натрій гідроксиду також утворюється осад: \(\mathrm{X +NaOH\rightarrow\ \text{осад.}}\) Натрій гідроксид дисоціює в розчині: \(\mathrm{NaOH\rightarrow Na^{+}+OH^{-}}\). Осад із розчином натрій гідроксиду утворює магній сульфат (А), із калій сульфатом (В) реакція не відбувається.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальні відомості про неметалічні елементи й неметали.

Завдання скеровано на перевірку вміння порівнювати фізичні й хімічні властивості неметалів, оксидів неметалічних елементів.

Для виконання завдання необхідно знати якісну реакцію на карбон(ІV) оксид.

Реактивом на карбон(ІV) оксид, який належить до кислотних, є вапняна вода (насичений розчин кальцій гідроксиду). Карбон(ІV) оксид із вапняною водою утворює осад білого кольору (\(\mathrm{CaCO_3}\)), азот із вапняною водою не реагує. $$ \mathrm{ CO_2+Ca(OH)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow +H_2O } $$

Відповідь: B.

ТЕМА: Оксигеновмісні органічні сполуки. Спирти. Феноли.

Завдання скеровано на перевірку знання класів органічних сполук, а саме спиртів і фенолів; уміння за структурною формулою визначати як належність речовини до певного класу сполук, так і її найпростішу формулу.

Проаналізуємо твердження:

І. Проаналізувавши структурну формулу речовини, доходимо висновку, що в її молекулі дві гідроксильні групи безпосередньо сполучені з бензеновим кільцем, тому ця сполука – двоатомний фенол. Тобто твердження I неправильне.

ІІ. За структурною формулою визначаємо молекулярну формулу речовини: \(\mathrm{C_6H_6O_2}\), скорочуємо індекси на 2 й дістаємо найпростішу формулу – \(\mathrm{C_3H_3O.}\) Тож твердження ІІ є правильним.

Тобто правильна відповідь – Б.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Суміші речовин. Розчини.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати табличні дані й зіставляти їх із текстовою частиною завдання.

Проаналізуємо табличні дані й зіставимо їх із реченнями, щоб утворилося правильне твердження.

1.  З підвищенням температури розчинність речовини … зменшується. Із даних таблиці видно, що лише розчинність речовини Г з підвищенням температури зменшується. Отже, 1Г.

2.  За температури 40 °С в насиченому розчині речовини … її маса більша, ніж маса розчинника. Із даних таблиці видно, що за температури 40 °С лише маса речовини Б більша, ніж маса розчинника. Отже, 2Б.

3.  Максимальна маса речовини …, яку можна розчинити у воді масою 150 г за температури 20 °С, становить 47,4 г. Маса води в 1,5 раза більше за наведену в таблиці масу води (розчинника), тому й маса солі має бути в 1,5 раза більше за масу розчиненої речовини і становитиме 47,4 г. Із даних таблиці зрозуміло, що за температури 20 °С речовини Б, Г, Д не задовольняють умову завдання (Г і Д набагато менше за вказану масу, Б набагато більше за вказану масу). Для речовини В 1,5 m(речовини) = 1,5 · 36 = 54, не задовольняє умову. Для речовини А 1,5 m(речовини) = 1,5 · 31,6 = 47,4 г, задовольняє умову. Отже, 3А.

Відповідь: 1Г, 2Б, 3А.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення. Хімічний зв’язок. Обмінний і донорно-акцепторний механізми утворення ковалентних зв’язків.

Завдання скеровано на перевірку знання формули йона амонію, розуміння відмінності між способами утворення ковалентного зв’язку за обмінним і донорно-акцепторним механізмами, уміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за формулою речовини чи йона.

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.

Гідроген у сполуках із неметалічними елементами має ступінь окиснення \(+1\). Формула катіона амонію – \(\mathrm{NH_4^+}\). Вочевидь ступінь окиснення Нітрогену в катіоні амонію можна обчислити, склавши алгебричне рівняння $$ \underset{ \begin{array}{c} \text{ступінь}\\ \text{окиснення}\\ \text{Нітрогену} \end{array} }{x}\ +\ \underset{ \begin{array}{c} \text{кількість}\\ \text{атомів}\\ \text{Гідрогену} \end{array} } {4}\ \cdot \ \underset{ \begin{array}{c} \text{ступінь}\\ \text{окиснення}\\ \text{Гідрогену} \end{array} } {(+1)}\ =\ \underset{ \begin{array}{c} \text{заряд}\\ \text{катіона}\\ \text{амонію} \end{array} } {+1} $$ і розв’язавши його: \(x+4\cdot 1=1;\ \ x+4=1;\ \ x=-3\).

Ковалентний зв’язок може утворюватися за обмінним (унаслідок усуспільнення електронів) або за донорно-акцепторним механізмом. Катіон амонію утворюється внаслідок приєднання протона \(\mathrm{H^+}\) до молекули амоніаку. Тож один із чотирьох ковалентних зв’язків у катіоні амонію утворено за донорно-акцепторним механізмом (рис. 1).

Рис. 1. Утворення катіона амонію

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити рядок, у якому послідовно наведено формули солей слабкої основи й сильної кислоти, сильної основи й сильної кислоти, сильної основи й слабкої кислоти.

Цій умові відповідають солі, формули яких наведено в рядку A. Адже \(\mathrm{Al^{3+}}\) – катіон слабкої основи, а \(\mathrm{K^{+}}\) і \(\mathrm{Na^{+}}\) – сильних; \(\mathrm{Cl^{-}}\) і \(\mathrm{SO^{2-}_4}\) – аніони сильних хлоридної та сульфатної кислот, а \(\mathrm{S^{2-}}\) – слабкої сульфідної кислоти.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Як за аніоном, так і за катіоном відбувається гідроліз солі, утвореної катіоном слабкої основи й аніоном слабкої кислоти.

Адже \(\mathrm{NH^{+}_4}\) – катіон слабкої основи, а \(\mathrm{Na^{+}}\) – сильної, \(\mathrm{SO^{2-}_4}\) – аніон сильної сульфатної кислоти, а \(\mathrm{CO^{2-}_3}\) і \(\mathrm{SiO^{2-}_{3}}\) – аніони слабких карбонатної та силікатної кислот.

З-поміж солей, формули яких наведено в завданні, катіоном слабкої основи й аніоном слабкої кислоти утворено амоній карбонат.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин, її залежність від різних чинників.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й інтерпретувати подану в графічній формі інформацію щодо залежності розчинності солей від температури.

За кривими розчинності, наведеними в умові завдання, легко визначити, що за температури 60 °С в порціях води масою 100 г для отримання насичених розчинів потрібно розчинити калій нітрат масою 110 г і рубідій нітрат масою 200 г (рис. 1).

Рис. 1. Криві розчинності нітратів Рубідію і Калію

За умовою завдання для приготування насичених розчинів солей узято їхні наважки масою по 110 г. Тож для приготування насиченого за температури 60 °С розчину калій нітрату потрібно використати воду масою 100 г. Маса виготовленого розчину становить 210 г.

Для приготування насиченого за температури 60 °С розчину рубідій нітрату води масою 100 г достатньо для розчинення солі масою 200 г. Тобто для розчинення рубідій нітрату масою 110 г потрібно використати воду, маса якої трохи більша за 50 г, точніше – 55 г. Тож маса розчину рубідій нітрату дорівнює 165 г, що менше за масу розчину калій нітрату.

Масова частка солі в розчині дорівнює відношенню маси солі до маси розчину. Порівнявши вирази 110/210 і 110/165 легко дійти висновку, що масова частка калій нітрату у його розчині менша за масову частку рубідій нітрату.

Тобто правильним є лише твердження I.

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Забарвлення індикаторів (універсального, фенолфталеїну, метилоранжу) у кислому, лужному й нейтральному середовищах.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей речовин, уміння прогнозувати їхню здатність реагувати з водою, забарвлення індикатора в розчині.

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення.

Середовище водного розчину амоніаку лужне внаслідок перебігу реакції за схемою $$ \mathrm{NH_3+HOH}\rightleftarrows \mathrm{NH^+_4+OH^-}. $$

Гідроксид-аніони у водному розчині амоніаку зумовлюють лужну реакцію середовища в ньому.

Натрій хлорид – сіль сильної основи й сильної кислоти – не зазнає гідролізу, тож середовище його водного розчину нейтральне.

Водний розчин гідроген сульфіду – слабка сульфідна кислота.

Сульфур(IV) оксид – кислотний, унаслідок його змішування з водою утворюється слабка сульфітна кислота.

Відповідь: A.

ТЕМА: Реакції обміну між електролітами в розчині. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати склад солей за допомогою якісних реакцій на йони.

Узявши до уваги дані, наведені в довідковій таблиці «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді», можна дійти висновку, що сіль, про яку йдеться в умові завдання, – натрій гідрогенкарбонат. Рівняння реакцій, описаних у завданні, такі:

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Реакції обміну між електролітами в розчині. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння ідентифікувати речовини за допомогою якісних реакцій на йони в їхньому складі.

Для правильного розв’язання завдання потрібно скористатися довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді». Також потрібно пам’ятати, що реакції йонного обміну між електролітами в розчині необоротні (відбуваються до кінця), якщо хоча б один із продуктів реакції є нерозчинною речовиною (утворюється осад або виділяється газ) або слабким електролітом (вода), тобто виводиться зі сфери перебігу реакції. Виділення газу, утворення осаду – помітні зовнішні ефекти, за якими можна розпізнати ті чи ті реакції.

Відповідь: 1В, 2А, 3Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Валентність. Хімічний зв’язок. Обмінний і донорно-акцепторний механізми утворення ковалентних зв’язків.

Завдання скеровано на перевірку знання формули йона амонію, розуміння відмінності між способами утворення ковалентного зв’язку за обмінним і донорно-акцепторним механізмами, уміння визначати валентність хімічних елементів за формулою речовини чи йона.

Валентність – здатність атомів вступати в хімічний зв’язок лише з певною кількістю інших атомів, що здійснюється в результаті взаємодії електронів верхніх електронних оболонок.

Кількісною мірою валентності атома є кількість атомів елемента, валентність якого вважають відомою, що їх здатний приєднати даний атом.

Зазвичай валентність атома визначають за максимальною кількістю одновалентних атомів (історично це атоми \(\mathrm{H}\) або \(\mathrm{Cl}\), що можуть сполучатися з атомом певного елемента або заміщати його. У катіоні амонію атом Нітрогену зв’язаний із чотирма атомами Гідрогену, тобто валентність Нітрогену в цій частинці дорівнює чотирьом.

Ковалентний зв’язок може утворюватися за обмінним (унаслідок усуспільнення електронів) або за донорно-акцепторним механізмом. Катіон амонію утворюється внаслідок приєднання протона \(\mathrm{H^+}\) до молекули амоніаку. Тож один із чотирьох ковалентних зв’язків у катіоні амонію утворено за донорно-акцепторним механізмом (рис. 1).

Рис. 1. Утворення катіона амонію

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити рядок, у якому послідовно наведено формули солей слабкої основи й сильної кислоти, сильної основи й сильної кислоти, сильної основи й слабкої кислоти.

Цій умові відповідають солі, формули яких наведено в рядку B. Адже \(\mathrm{Na^+}\) – катіон сильної основи, а \(\mathrm{NH^+_4}\) – слабкої; \(\mathrm{Cl^-}\) – аніон сильної хлоридної кислоти,
а \(\mathrm{CO^{2-}_3}\) – слабкої карбонатної кислоти.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин у воді. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння за хімічною формулою прогнозувати фізичні й хімічні властивості речовини та робити висновки щодо її розчинності у воді.

Щоби правильно розв’язати завдання, потрібно проаналізувати хімічні формули речовин, про які йдеться в завданні, їхні фізичні й хімічні властивості:

У спосіб, схематично зображений на рисунку, збирають кисень.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин, її залежність від різних чинників.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й інтерпретувати подану в графічній формі інформацію щодо залежності розчинності солей від температури.

За кривими розчинності (рис. 1), наведеними в умові завдання, легко визначити, що:
– за температури 40 °С розчинність натрій нітрату більша за розчинність калій нітрату;
– за температури 20 °С розчинність рубідій нітрату не є найбільшою.

Рис. 1. Криві розчинності нітратів Рубідію, Калію і Натрію

Тобто правильним є лише твердження I.

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Гідроліз солей. Забарвлення індикаторів (універсального, фенолфталеїну, метилоранжу) у кислому, лужному й нейтральному середовищах. Якісна реакція на сульфат-аніони.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу, перебіг реакцій йонного обміну між солями в розчині.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити сіль сильної основи й слабкої кислоти. Такою сіллю є натрій силікат \(\mathrm{Na_2SiO_3}\). Продуктом реакції натрій силікату з барій хлоридом у водному розчині є нерозчинний барій силікат, у чому можна пересвідчитися, скориставшись довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді».

Рівняння реакцій, описаних у завданні, такі:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Реакції обміну між електролітами в розчині. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати склад солей за допомогою якісних реакцій на йони.

Узявши до уваги дані, наведені в довідковій таблиці «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді», можна дійти висновку, що для підтвердження якісного складу барій хлориду потрібно використати водні розчини калій сульфату й аргентум(І) нітрату. Адже реактивом на катіони Барію є сульфат-аніони, а реактивом на хлорид-аніони є катіони аргентуму(І): \begin{gather*} \mathrm{Ba^{2+}+SO^{2-}_4}\rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{білий}\\ \text{дрібнокристалічний} \end{array} }{\mathrm{BaSO_4}\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Ag^{+}+Cl^{-}}\rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{білий}\\ \text{сирнистий} \end{array} }{\mathrm{AgCl}}\downarrow. \end{gather*}

Відповідь: Б.

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

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

У кожну пробірку добавляли краплями водний розчин калій гідроксиду. У пробірках 1 і 3 утворився осад, а в пробірці 2 змін не було. Із калій гідроксидом не реагуватиме натрій хлорид. Тому пошуки правильної відповіді потрібно обмежити варіантами А і Г.

У пробірці 3 під дією надлишку лугу спостерігали швидке розчинення осаду, що утворився на попередньому етапі досліду, а в пробірці 1 осад не розчинився. Це дає змогу дійти висновку, що від початку в пробірці 1 був розчин магній хлориду. Унаслідок дії на нього розчину лугу утворився осад основного магній гідроксиду, що за описаних умов досліду з лугами не реагує.

Натомість цинк гідроксид, осад якого утворився під дією лугу в розчині на цинк хлорид, є амфотерним, тобто реагує і з кислотами, і з лугами.

Суть реакцій, що відбулися, можна описати за допомогою скорочених йонних рівнянь: \begin{gather*} \mathrm{Mg^{2+}+2OH^-}\rightarrow\underset{\text{білий драглистий}}{\mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Zn^{2+}+2OH^-}\rightarrow\underset{\text{білий драглистий}}{\mathrm{Zn(OH)_2}\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Zn(OH)_2+2OH^-\rightarrow\left[Zn(OH)_4\right]^{2-}}. \end{gather*}

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Класи органічних сполук. Характеристичні групи. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей органічних сполук різних класів, розуміння суті ізомерії, уміння розрізняти представників різних класів органічних речовин за складом і будовою їхніх молекул.

Щодо правильності наведених в умові завдання тверджень:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Розчини. Якісні реакції на деякі йони.

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

Під час розв’язування завдання потрібно скористатися довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20‑25 °С у воді». Також потрібно пам’ятати, що реакції йонного обміну між електролітами в розчині необоротні (відбуваються до кінця), якщо хоча б один із продуктів реакції є нерозчинною речовиною (утворюється осад або виділяється газ) або слабким електролітом (вода), тобто виводиться зі сфери перебігу реакції. Виділення газу, утворення осаду – помітні зовнішні ефекти, за якими можна розпізнати ті чи ті реакції.

У першій пробірці містився розчин солі карбонатної кислоти, оскільки під дією сильної сульфатної кислоти виділився газ – карбон(IV) оксид: $$ \mathrm{CO^{2-}_3+2H^+=CO_2\uparrow+H_2O}. $$

У другій пробірці містився розчин солі Магнію, бо внаслідок дії водного розчину натрій гідроксиду утворився осад магній гідроксиду: $$ \mathrm{Mg^{2+}+2OH^-}\rightarrow \underset{\text{білий драглистий}}{\mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow .} $$

У третій пробірці був розчин солі Барію, бо внаслідок дії водного розчину сульфатної кислоти утворився осад барій сульфату: $$ \mathrm{Ba^{2+}+SO^{2-}_4}\rightarrow \underset{\text{білий дрібнокристаличний}}{\mathrm{BaSO_4}\downarrow .} $$

Відповідь: 1Б, 2Д, 3А.

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

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати речовини йонної будови.

Йонний зв’язок – хімiчний зв’язок електростатичної природи між атомами чи групою атомiв із дуже великою рiзницею в електронегативностях. На відміну від ковалентного зв’язку, 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 речовинах, формули яких наведено у варіантах відповіді А – В, сполучені атоми неметалічних елементів із порівняно невеликою різницею електронегативностей (рис. 1).

Натомість у калій хлориді велика різниця електронегативностей зумовлює утворення йонного зв’язку між катіонами лужного елемента Калію і хлорид-аніонами.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Неорганічні й органічні речовини, їхні властивості.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей водню, метану, гідроген хлориду, амоніаку, етену, кисню, азоту, нітроген(I) оксиду, розуміння умов збирання газів витісненням води.

Витісненням води збирають газуваті мало- або нерозчинні у воді речовини, які не реагують із нею (див. рисунок).

Із-поміж наведених у завданні речовин добре розчинними є гідроген хлорид й амоніак. Тому їх не збирають витісненням води.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Розчини. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водного розчину солі за результатами аналізування її складу за хімічною формулою.

Гідроліз солі – реакція йонного обміну між йонами солі й молекулами води, унаслідок якої середовище розчину солі може стати відмінним від нейтрального.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою, – це гідроліз за катіоном. Унаслідок цього середовище розчину стає кислим.

Рис. 1. Характер середовища водного розчину солі залежить від сили відповідних кислоти й основи

Умові задання відповідає амоній сульфат.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Розчини. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водного розчину солі за результатами аналізування її складу за хімічною формулою.

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, під дією гідроксид-аніонів набуває малинового забарвлення.

Гідроліз солі – реакція йонного обміну між йонами солі й молекулами води, унаслідок якої середовище розчину солі може стати відмінним від нейтрального.

Гідроліз солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою, – це гідроліз за аніоном. Унаслідок цього середовище розчину стає лужним.

Рис. 1. Характер середовища водного розчину солі залежить від сили відповідних кислоти й основи

Умові задання відповідає калій карбонат.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Реакції обміну між електролітами в розчині.

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

Хлоридна кислота є сильною, тому може витіснити із солей слабші за неї сульфідну, залишок якої є в натрій сульфіді (варіант відповіді А) і сульфітну, залишок якої є в натрій сульфіті (варіант відповіді Г) кислоти. Однак осад з барій хлоридом у водному розчині утворить лише натрій сульфіт – він є малорозчинною речовиною, а барій сульфід розчиняється у воді (рис. 1).

Рис. 1. Фрагмент таблиці «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді за температури 20–25 °С»

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Найпростіша формули речовини. Естери.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту поняття «найпростіша формула речовини», знання формули естерної групи.

За структурною формулою речовини можна визначити її молекулярну формулу \(\mathrm{C_4H_6O_2}\), а скоротивши в ній індекси на два – найпростішу – \(\mathrm{C_2H_3O}\). У структурній формулі речовини можна виокремити естерну групу (рис. 1). Тобто речовина належить до естерів.

Рис. 1. Метиловий естер пропенової кислоти

Відповідь: A.

ТЕМА: Хімічні властивості неорганічних речовин.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей неорганічних речовин.

Розбавлена хлоридна кислота не реагує з міддю, а концентрована нітратна – реагує.

Натрій сульфат на відміну від натрій нітрату реагує з барій хлоридом.

Унаслідок реакції з лугом алюміній хлориду і магній хлориду у водному розчині утворюються осади відповідних гідроксидів. Однак осад алюміній гідроксиду, на відміну від осаду магній гідроксиду, розчиняється в надлишку лугу.

Відповідь: 1А, 2Б, 3Д.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Алотропія. Алмаз, графіт.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття алотропія, знання алотропних модифікацій Карбону.

Алотропи – різні структурні модифікації одного елемента, мають різні фізичні й хімічні властивості. Алмаз (рис. 1) і графіт (рис. 2) є алотропами Карбону.

Рис. 1. 1. Модель кристалічних ґраток алмазу. 2. Діамант – огранений алмаз

У кристалічних ґратках алмазу всі щонайближчі між’ядерні відстані й усі кути між чотирма зв’язками атома Карбону рівні. Атоми Карбону в графіті розташовані плоскими сітками.

Рис. 2. 1. Модель кристалічних ґраток графіту. 2. Кристал графіту

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Атом. Молекула. Хімічний елемент. Хімічна формула. Неорганічні речовини. Вода.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічної формули води й уміння інтерпретувати її.

Молекула води, хімічна формула якої \(\mathrm{H_2O}\), утворена атомами двох хімічних елементів – Гідрогену \(\mathrm{H}\) й Оксигену \(\mathrm{O}\).

Ця молекула триатомна – містить два атоми Гідрогену й атом Оксигену (рис. 1).

Рис. 1. Модель молекули води: атом Гідрогену – , атом Оксигену

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Суміші. Способи розділення сумішей.

Завдання скеровано на перевірку розуміння фізичних явищ, на яких ґрунтується розділення речовин із різними властивостями.

На рисунку зображено ділильну лійку – посудину, яку використовують у лабораторії для розділення рідин, що не змішуються. З-поміж речовин, назви яких подано у варіантах відповіді, рідиною, що не змішується із водою, є соняшникова олія.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Електроліти й неелектроліти.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати склад речовин, визначати типи хімічних зв’язків у них і розпізнавати електроліти.

Електричний струм проводять розчини й розплави електролітів – речовин із йонним або ковалентним сильно полярним типами хімічного зв’язку.

Гідроген хлорид у водному розчині, натрій гідроксид і калій сульфат у розплавах дисоціюють на йони, тому є електролітами.

Етанол у водному розчині на йони не дисоціює, тому цей розчин не проводить електричний струм.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище). Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Калій силікат – сіль сильної основи (калій гідроксиду) і слабкої силікатної кислоти, тому середовище її водного розчину лужне.

Алюміній нітрат – сіль слабкої основи (алюміній гідроксиду) і слабкої силікатної кислоти, тому середовище її водного розчину кисле.

Натрій хлорид – сіль сильної основи (натрій гідроксиду) і сильної хлоридної кислоти, тому середовище її водного розчину нейтральне.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна формула. Масова частка хімічного елемента в речовині.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний і кількісний склад речовини за її хімічною формулою, інтерпретувати інформацію, подану в графічній формі.

Масова частка хімічного елемента в речовині – це відношення маси хімічного елемента до маси речовини. Чим більша маса елемента в речовині, тим більша його масова частка в ній.

Скориставшись даними щодо відносних атомних мас хімічних елементів й індексів у формулі калій гідрогенкарбонату, можна дійти висновку, що масовій частці Карбону на діаграмі відповідає стовпчик B.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про якісні реакції на деякі йони для розпізнавання неорганічних речовин.

1. Реактивом на катіони Барію є сульфат-аніони, що є складниками сульфатної кислоти.

2. Реактивом на хлорид-аніони є катіони Аргентуму(І), що є складниками аргентум(І) нітрату.

3. З-поміж двох осадів – магній гідроксиду й цинк гідроксиду, що утворяться внаслідок добавляння розчину лугу, лише цинк гідроксид є амфотерним і розчиниться за надлишку лугу – калій гідроксиду.

Відповідь: 1В, 2А, 3Г.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічні формули. Прості речовини. Склад повітря.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних формул простих речовин – складників повітря.

Молекула азоту двохатомна, його хімічна формула \(\mathrm{N_2}\).

Відповідь: B.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічні формули.

Завдання скеровано на перевірку вміння інтерпретувати хімічні формули речовин.

У хімічній формулі кількість хімічних елементів визначають за кількістю їхніх символів.

Відповідь: A.

ТЕМА: Чисті речовини і суміші. Способи розділення сумішей.

Завдання скеровано на перевірку вміння добирати спосіб розділення суміші з огляду на її склад.

На рисунку схематично зображено розділення суміші двох рідин із різною густиною за допомогою ділильної лійки. Густина бензену менша за густину води, тому в ділильній лійці після розшаровування цих рідин шар бензену буде зверху, а води – знизу. Його можна видалити, відкривши кран ділильної лійки.

Відповідь: B.

ТЕМА: Хімічні елементи й прості речовини. Поширеність хімічних елементів у природі.

Завдання скеровано на перевірку вміння відрізняти хімічний елемент (вид атомів) від простої речовини (форми існування хімічного елемента).

Білий фосфор і червоний фосфор – прості речовини, алотропні форми, у яких існує хімічний елемент Фосфор.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Реакції обміну між електролітами у водному 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

Катіони Магнію взаємодіють із гідроксид-аніонами з утворенням осаду – малорозчинного магній гідроксиду.

Сульфат-аніони зв’язують катіони Барію в нерозчинний барій сульфат.

Рис. 2. Фрагмент таблиці «Розчинність основ, кислот, солей та амфотерних гідроксидів у воді за температури 20–25 °С»

Відповідь: Г.

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

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту понять електронегативність і полярність хімічного зв’язку.

Електронегативність хімічного елемента – це властивість його атома притягувати спільні з іншим атомом електронні пари. У групах електронегативність атомів хімічних елементів зі збільшенням їхніх протонних чисел (порядкових номерів) зменшується, а в періодах – збільшується (рис. 1).

Рис. 1. Електронегативність атомів хімічних елементів

Ковалентний зв’язок, у якому одна чи кілька спільних електронних пар зміщені в бік електронегативнішого атома, називають полярним зв’язком.

Полярність хімічного зв’язку тим більша, чим більша різниця електронегативностей атомів, між якими він утворюється.

Електронегативність Оксигену найбільша порівняно з іншими хімічними елементами, тому і зв’язок \(\mathrm{O-H}\) – найполярніший із-поміж наведених у завданні.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водних розчинів солей і забарвлення індикатора в них.

Гідроліз солі – реакція йонного обміну між йонами солі й молекулами води, унаслідок якої середовище розчину солі може стати відмінним від нейтрального.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою, – це гідроліз за катіоном. Унаслідок цього середовище розчину стає кислим.

Гідроліз солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою, – це гідроліз за аніоном.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і слабкою кислотою, відбувається як за катіоном, так і за аніоном. Реакція середовища нейтральна.

Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою, не зазнають гідролізу. Реакція середовища нейтральна.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей. Умови необоротності реакцій між електролітами у водних розчинах.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водних розчинів солей і можливість перебігу реакцій між електролітами у водних розчинах.

Гідроліз солі – реакція йонного обміну між йонами солі й молекулами води, унаслідок якої середовище розчину солі може стати відмінним від нейтрального.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою, – це гідроліз за катіоном. Унаслідок цього середовище розчину стає кислим.

Гідроліз солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою, – це гідроліз за аніоном.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і слабкою кислотою, відбувається як за катіоном, так і за аніоном. Реакція середовища нейтральна.

Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою, не зазнають гідролізу. Реакція середовища нейтральна.

Кисле середовище у водних розчинах плюмбум(ІІ) нітрату й цинк сульфату, нейтральне – натрій хлориду й калій нітрату. У водному розчині натрій карбонату середовище лужне.

Тобто в посудинах 1 і 3 можуть міститися розчини плюмбум(ІІ) нітрату й цинк сульфату, а в посудині 2 – натрій хлориду й калій нітрату.

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

Тобто розчин калій нітрату не може міститися в посудині 2, бо із жодною із солей, про які йдеться в завданні, не реагує. Отже, у посудині 2 міститься водний розчин натрій хлориду.

Потрібно розрізнити розчини двох солей – цинк сульфату та плюмбум(ІІ) нітрату. Плюмбум(ІІ) нітрат у водному розчині реагує як із натрій хлоридом, так й із цинк сульфатом з утворенням малорозчинних плюмбум(ІІ) хлориду й плюмбум(ІІ) сульфату. Тобто розчин плюмбум(ІІ) нітрат міститься в посудині 1, а цинк сульфату – у посудині 3.

Відповідь: 1В, 2Б, 3А.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння тлумачити хімічні формули речовин.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Хімічний зв’язок. Електронна формула молекули.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті ковалентного зв’язку й уміння аналізувати й тлумачити електронні формули.

В утворенні ковалентних зв’язків атома \(\mathrm{X}\) з атомами Оксигену беруть участь чотири спільні електронні пари:

Відповідь: Б.

ТЕМА: Хімічний зв’язок. Електронна формула молекули.

Завдання скеровано на перевірку вміння добирати спосіб розділення суміші з огляду на її склад.

Ділильна лійка – скляна посудина циліндричної (як на рисунку) або конічної форми. Ділильну лійку використовують у лабораторії для розділення рідин, що не змішуються.

Рідина з більшою густиною утворює нижній шар, тому її можна випустити краном в іншу посудину (на рисунку – хімічний стакан).

Виноградний цукор (глюкоза), оцтова (етанова) кислота й кухонна сіль (натрій хлорид) утворюють з водою істинні розчини.

Умову завдання задовольняє лише суміш води й соняшникової олії. Адже ці рідини не змішуються, густина олії менша від густини води.

Після змішування і відстоювання вода й соняшникова олія розшаруються. Воду можна злити через кран у посудину (див. рисунок).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Електролітична дисоціація кислот. Водневий показник рН.

Завдання скеровано на перевірку вміння складати й тлумачити рівняння електролітичної дисоціації кислот.

Проаналізувавши природу кислот, про які йдеться в завданні, і рівняння їхньої електролітичної дисоціації, можна дійти висновку, що:
1) сульфатна й нітратна кислоти як сильні електроліти в розведених розчинах майже повністю дисоціюють на йони, кількість катіонів Гідрогену в їхніх розчинах із зазначеними кількістями кислот однакова, тому значення показника рН цих розчинів однакові;
2) етанова кислота – слабкий електроліт, навіть у розведених розчинах дисоціює лише частково, тобто кількість катіонів Гідрогену в її розчині менша за зазначену кількість кислоти. Що менша концентрація катіонів Гідрогену, то більше значення водневого показника рН розчину.

Відповідно значення водневого показника рН розчину етанової кислоти більше порівняно з розчинами сульфатної і нітратної кислот:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Електролітична дисоціація. Умови необоротності реакцій обміну між електролітами у водних розчинах.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати необоротність реакцій йонного обміну між електролітами у водних розчинах.

Умову завдання задовольняють барій сульфат й аргентум(І) хлорид:

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Електролітична дисоціація кислот, лугів, солей у водних розчинах. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати тип середовища водних розчинів електролітів.

1. Кисле середовище у водних розчинах хлоридної кислоти та алюміній хлориду – солі сильної кислоти та слабкої основи (А).

2. Нейтральне середовище у водних розчинах натрій хлориду та натрій сульфату – солей сильної основи й сильних кислот (Г).

3. Лужне середовище у водних розчинах натрій гідроксиду й натрій сульфіду – солі сильної основи та слабкої кислоти (В).

Відповідь: 1А, 2Г, 3В.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічний елемент.

Завдання скеровано на перевірку знання символів хімічних елементів, складу молекули азоту, уміння відрізняти просту речовину від хімічного елемента.

Молекулу азоту утворюють два атоми Нітрогену. Хімічний символ Нітрогену (лат. nitrogenium) – \(\mathrm{N}.\)

Відповідь: B.

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

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати будову атомів хімічних елементів, розрізняти електрони \(s-\) і \(p\text{-підрівнів}.\)

З-поміж хімічних елементів, символи яких є в наведених формулах сполук, лише в атомі Флуору частина електронів міститься на \(p\text{-підрівні}\): \begin{gather*} \mathrm{H}\ 1s^1\\[7pt] \mathrm{Li}\ 1s^22s^1\\[7pt] \mathrm{F}\ 1s^22s^22p^5 \end{gather*}

Умову завдання задовольняє молекула фтору.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Суміші речовин. Розчини

Завдання скеровано на перевірку розуміння понять розчин, розчинена речовина, кристалізація, уміння класифікувати дисперсні системи.

Калій хлорид – сіль, добре розчиняється у воді. Унаслідок розчинення калій хлориду утворюється прозорий безбарвний істинний розчин. Після випаровування води з розчину калій хлориду утвориться твердий залишок цієї солі.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Реакції йонного обміну між електролітами в розчині.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті реакцій йонного обміну.

Натрій сульфат і барій хлорид – сильні електроліти, у водному розчині повністю дисоціюють на йони. Катіони Барію \(\mathrm{Ba^{2+}}\) і сульфат-аніони \(\mathrm{SO_4^{2-}}\) взаємодіють у розчині й утворюють нерозчинну сіль – барій сульфат:

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей летких сполук неметалічних елементів із Гідрогеном, уміння прогнозувати середовище їхніх водних розчинів.

Фенолфталеїн набуває малинового забарвлення у лужному середовищі, у якому метилоранж змінює оранжевий колір на жовтий. Умову завдання задовольняє амоніак \(\mathrm{NH_3}.\) Він реагує з водою з утворенням катіона амонію i гідроксид-аніона:

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічний склад речовин, прогнозувати середовище водного розчину солі й перебіг реакцій між електролітами у водних розчинах.

Лужне середовище в розчинах солей, утворених сильними основами і слабкими кислотами. Такими є калій етаноат і натрій сульфід. Однак із плюмбум(ІІ) нітратом у водному розчині реагує лише натрій сульфід.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Хімічні властивості неорганічних сполук. Гідроліз.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водних розчинів солей і летких сполук неметалічних елементів із Гідрогеном.

Середовище водного розчину амоніаку лужне. Він реагує з водою з утворенням катіона амонію й гідроксид-аніона:

Середовище водного розчину гідроген хлориду кисле: $$ \mathrm{HCl\rightleftarrows \textbf{H}^++Cl^-.} $$

Середовище водних розчинів амоній хлориду й алюміній хлориду кисле, бо це солі слабких основ і сильної хлоридної кислоти.

Середовище водного розчину натрій сульфіду лужне, бо це сіль сильної основи і слабкої сульфідної кислоти.

Середовище водних розчинів натрій сульфату і натрій хлориду нейтральне, бо це солі сильної основи і сильних кислот – сульфатної і хлоридної.

Відповідь: 1Б; 2Г; 3Д.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічний зв’язок. Кристалічні ґратки.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати кристалічні ґратки різних типів.

У вузлах кристалічних ґраток на рисунку містяться дві однакові сполучені частинки. Цю умову задовольняє варіант відповіді Г – двохатомні молекули йоду.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Суміші речовин.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти чисті речовини і суміші.

Чистою речовиною є водень.

Бензин – суміш вуглеводнів.

Повітря – суміш азоту й кисню з домішками деяких інших газів.

Ґрунт – багатокомпонентна суміш неорганічних й органічних речовин.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Властивості кислот і лугів. Реакція нейтралізації. Водневий показник pH розчину.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті реакції нейтралізації, уміння тлумачити водневий показник pH розчину, графіки.

Унаслідок нейтралізації лугу сильною кислотою в розчині поступово зменшуватиметься вміст гідроксид-аніонів, тобто його водневий показник pH також поступово зменшуватиметься. Умову завдання задовольняє графік Б.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини. Основні класи неорганічних сполук. Солі. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати середовище водного розчину солі та склад продуктів її реакції з іншою сіллю.

Лужне середовище у водних розчинах солей, утворених слабкими кислотами і сильними основами. Такими з-поміж наведених є калій етаноат і натрій сульфід.

Та з ферум(ІІ) нітратом у водному розчині з утворенням нерозчинної середньої солі реагує лише натрій сульфід.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Хімічні властивості неорганічних сполук. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку знання кольорів метилового оранжевого в кислому, лужному, нейтральному середовищах, уміння прогнозувати реакцію середовища водних розчинів солей.

Натрій нітрат – сіль сильної кислоти й сильної основи, реакція середовища її водного розчину нейтральна, колір метилового оранжевого в ньому – оранжевий.

Калій силікат – сіль слабкої кислоти й сильної основи, реакція середовища її водного розчину лужна, колір метилового оранжевого в ньому – жовтий.

Алюміній хлорид – сіль сильної кислоти й слабкої основи, реакція середовища її водного розчину кисла, колір метилового оранжевого в ньому – рожевий.

Відповідь: 1В; 2Г; 3Б.

ТЕМА: Речовина. Кристалічні ґратки.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати фізичні властивості речовини й визначати за ним тип кристалічних ґраток у ній.

Кристалічні ґратки – модель, за допомогою якої описують внутрішню будову кристалів. Точки кристалічних ґраток, у яких розташовані частинки, називають вузлами кристалічних ґраток. Природа частинок у вузлах кристалічних ґраток та сили взаємодії між частинками визначають тип ґраток: атомні, молекулярні, йонні.

Фенол – речовина молекулярної будови. Унаслідок слабких зв’язків між молекулами фенолу він має порівняно невисоку температуру плавлення і характерний запах, бо молекули фенолу дифундують у повітря внаслідок руйнування міжмолекулярних зв’язків.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Речовина. Суміші речовин. Види сумішей.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати текстову й графічну інформацію, розрізняти чисті речовини, неоднорідні суміші, розчини – істині й колоїдні.

За результатами аналізу рисунка й наведених варіантів відповіді можна дійти висновку, що зображено випарювання водного розчину калій хлориду. Унаслідок нагрівання такого розчину у фарфоровій чашці за допомогою спиртового пальника вода випаровується, а калій хлорид кристалізується.

Водний розчин калій хлориду є істинним, оскільки це стійка рівноважна система частинок двох речовин – води і калій хлориду. Розміри молекул води, катіонів Калію і хлорид-аніонів не перевищують \(10^{-7}\ \text{см.}\)

Відповідь: B.

ТЕМА: Речовина. Реакції йонного обміну.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті електролітичної дисоціації та умов необоротності реакцій йонного обміну між електролітами у водних розчинах, уміння прогнозувати перебіг цих реакцій за допомогою таблиці «Poзчинність ocнов, амфотерних гідроксидів, кислот і солей у воді за \(20–25\ ^\circ\text{C}».\)

Умову завдання задовольняє пара йонів \(\mathrm{Ag^+}\) і \(\mathrm{Cl^-.}\) Адже вони взаємодіють у розчині з утворенням нерозчинної солі, формула якої \(\mathrm{AgCl}:\)

Тому кількості цих йонів, а відповідно й кількості речовин цих йонів, зменшаться, бо йони з розчину перейдуть до складу нерозчинної солі.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна реакція. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водного розчину солі з огляду на її здатність до гідролізу.

Натрій карбонат – сіль сильної основи (натрій гідроксиду) і слабкої карбонатної кислоти. Реакція середовища її водного розчину лужна, тож фенолфталеїн набуде в ньому малинового кольору.

З-поміж солей, назви яких наведено у варіантах відповіді, сіллю сильної основи і слабкої кислоти є барій сульфід, тож середовище його водного розчину лужне, а фенолфталеїн у ньому набуде малинового кольору:

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Речовина. Якісні реакції на катіони й аніони.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати реакції йонного обміну між електролітами у водних розчинах і прогнозувати зовнішні ефекти їхнього перебігу.

Умову завдання задовольняють натрій карбонат (В) в посудині \(1,\) нітратна кислота (Г) в посудині \(2,\) барій гідроксид у посудині \(3.\)

Унаслідок дії на натрій карбонат \((1)\) нітратної кислоти \((2),\) виділяється вуглекислий газ \((\uparrow).\) А внаслідок дії на натрій карбонат \((1)\) барій гідроксиду \((3)\) утворюється осад \((\downarrow).\) барій карбонату.

Унаслідок дії на нітратну кислоту \((2)\) натрій карбонату \((1)\) виділяється вуглекислий газ \((\uparrow).\) А внаслідок дії на нітратну кислоту \((2)\) барій гідроксиду \((3)\) відбувається реакція нейтралізації без візуально помітних змін.

Унаслідок дії на барій гідроксид \((3)\) натрій карбонату \((1)\) утворюється осад \((\downarrow)\) барій карбонату. А внаслідок дії на барій гідроксид \((3)\) нітратної кислоти \((2)\) відбувається реакція нейтралізації без візуально помітних змін.

Узагальнено:

Відповідь: 1В, 2Г, 3Б.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Вираження кількісного складу розчину (суміші).

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати криві розчинності солей у воді й обчислювати масу розчину за даними щодо його складників.

За кривою розчинності рубідій нітрату за \(60\ ^\circ\text{С}\) у воді масою \(100\ \text{г}\) можна розчинити сіль масою \(200\ \text{г}.\) Якщо для приготування розчину використали воду масою \(90\ \text{г},\) то в ній розчинили сіль масою \(180\ \text{г}:\)

Маса розчину дорівнює сумі мас розчинника й розчиненої речовини й становить \(270\ \text{г}.\)

Відповідь: 270.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний і кількісний склад речовини за хімічною формулою.

Хімічна формула – це умовний запис якісного і кількісного складу речовини за допомогою символів хімічних елементів й індексів.

З-поміж наведених хімічних формул треба знайти ту, яка містить три символи хімічних елементів. Цій умові не відповідає лише формула \(\mathrm{CH_3NO_2},\) оскільки відповідна молекула утворена атомами чотирьох хімічних елементів – Карбону \((\mathrm{C}),\) Гідрогену \((\mathrm{H}),\) Оксигену \((\mathrm{O})\) й Нітрогену \((\mathrm{N}).\)

У молекулі речовини, формула якої \(\mathrm{C_6H_6Cl_6},\) \(18\) атомів – по шість атомів Карбону \((\mathrm{C}),\) Гідрогену \((\mathrm{H}),\) Хлору \((\mathrm{Cl}).\)

У молекулі речовини, формула якої \(\mathrm{CH_3OH},\) шість атомів: атом Карбону \((\mathrm{C}),\) чотири атоми Гідрогену \((\mathrm{H}),\) атом Оксигену \((\mathrm{O}).\)

У молекулі речовини, формула якої \(\mathrm{CH_3CHO},\) сім атомів: два атоми Карбону \((\mathrm{C}),\) чотири атоми Гідрогену \((\mathrm{H}),\) атом Оксигену \((\mathrm{O}).\)

Відповідь: Б.