При выполнении работы вы можете пользоваться периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева, таблицей растворимости солей, кислот и оснований в воде, электрохимическим рядом напряжений металлов (они прилагаются к тексту работы), а также непрограммируемым калькулятором, который выдается на экзамене.
За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.
РАЗБОР ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ВАРИАНТА 2008 г.
При выполнении заданий этой части в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1 – А30) поставьте знак « ´ » в клеточку, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
Число электронов в ионе железа Fe2+ равно
| A1 |
| 1) | 54 | 2) | 28 | 3) | 58 | 4) | 24 |
Решение. Железо имеет порядковый номер 26 в Периодической системе, следовательно, заряд ядра железа = +26. Заряд ядра атома равен числу отрицательно заряженных электронов, т.е. в атоме железа 26 электронов. Ион железа с зарядом 2+ содержит на два электрона меньше, т.е. 24 электрона.
//Ответ: 4
| A2 |
Среди элементов VIА группы максимальный радиус атома имеет
| 1) | кислород | 2) | сера | 3) | теллур | 4) | полоний |
Решение. В главной подгруппе сверху вниз возрастает число электронных слоев, а значит, увеличивается радиус. В VIА группе радиус возрастает в ряду кислород – сера – селен – теллур – полоний. Самый большой радиус имеет полоний.
//Ответ: 4
| A3 |
Соединения с ковалентной неполярной связью расположены в ряду:
1) O2, Cl2, H2
2) HCl, N2, F2
3) O3, P4, H2O
4) NH3, S8, NaF
Решение. Ковалентная неполярная связь – это такая связь, при которой общее электронное облако связи не смещено ни к одному из атомов, т.е. в равной степени принадлежит обоим атомам. Это условие реализуется в случае, если атомы, образующие связь, имеют одинаковую электроотрицательность. Чаще всего – это атомы одного и того же элемента. В данном случае ковалентная неполярная связь реализуется в молекулах O2, Cl2, H2.
//Ответ: 1
| A4 |
Наибóльшую степень окисления сера проявляет в соединении
| 1) | CaS | 2) | Li2SO3 | 3) | CaSO4 | 4) | H2S |
Решение. Степень окисления (с.о.) – это формальный заряд атома в соединении, вычисленный из предположения, что соединение состоит из ионов. Некоторые атомы имеют постоянную степень окисления в соединениях. Это металлы I-IIA групп и алюминий, степень окисления которых в соединениях равна номеру группы, т.е. +1 для металлов IA группы, +2 для металлов IIA группы, +3 у алюминия. У кислорода степень окисления чаще всего равна -2. Это объясняется тем, что кислород находится в VIA группе и на внешней оболочке содержит 6 электронов, и до завершения электронной оболочки ему не хватает два электрона. Принимая два электрона, кислород приобретает устойчивую 8-электронную оболочку и заряд -2. Атом водорода чаще всего в соединениях проявляет степень окисления +1. Это объясняется тем, что водород находится в IA группе, на внешней оболочке у него всего один электрон, который водород легко отдает, переходя в степень окисления +1.
Многие элементы имеют переменную степень окисления, например, сера. Она находится в VIA группе и в соединениях может проявлять степени окисления от -2 до +6. Наибольшая степень окисления серы равна номеру группы (+6).
Определить, какую степень окисления сера проявляет в конкретном соединении, можно исходя из степеней окисления других элементов. Сумма степеней окисления всех элементов в соединении с учетом стехиометрических индексов равна нулю, т.к. молекула нейтральна. Составив простое математическое уравнение, можно вычислить степень окисления данного элемента при условии, что степени окисления других элементов известны. Например, для CaS с.o. Ca = +2 (кальций находится во IIА группе, следовательно, на внешней оболочке у него два электрона, которые он, как металл, легко отдает, переходя в степень окисления +2). Обозначим степень окисления серы “x”, тогда: 2 + x = 0, откуда x = -2. Аналогично для Li2SO3:
2×1 + x + 3×(-2) = 0, откуда x = +4. Для CaSO4: 2 + x + 4×(-2) = 0, откуда
x = +6. Это высшая степень окисления серы. Следовательно, третий ответ верный. Для H2S: 2×1 + x = 0, откуда x = -2. Так как правильный ответ всего один, то четвертый случай можно не рассматривать.
//Ответ: 3
Веществом молекулярного строения является
| A5 |
1) озон
2) оксид бария
3) графит
4) сульфид калия
Решение. Веществами молекулярного строения являются вещества, в которых атомы соединены ковалентной связью. Ковалентная связь реализуется между атомами неметаллов. Этому условию отвечают вещества озон (О3) и графит (модификация углерода). Однако не все вещества с ковалентной связью имеют молекулярное строение. Некоторые вещества имеют атомную кристаллическую решетку. Это углерод (модификации графит, алмаз), кремнезем SiO2 и др. Таким образом, из предложенного списка молекулярное строение имеет только озон (О3).
//Ответ: 1
Амфотерным гидроксидом и кислотой соответственно являются
| A6 |
1) H2SO4 и Zn(OH)Cl
2) Ca(OH)2 и Be(OH)2
3) KHSO4 и NaOH
4) Al(OH)3 и HNO3
Решение. Кислоты состоят из атомов водорода и групп атомов, которые называются кислотным остатком. В данном случае это H2SO4 и HNO3.
Амфотерные гидроксиды образуют некоторые металлы в степенях окисления от +2 до +4. В школьную программу входит знание следующих амфотерных гидроксидов: Zn(OH)2, Be(OH)2, Cr(OH)3, Al(OH)3, Fe(OH)3. Таким образом, условию задания отвечает четвертый вариант: Al(OH)3 - амфотерный гидроксид и HNO3 - кислота.
//Ответ: 4
В каком ряду химические элементы расположены в порядке усиления металлических свойств?
| A7 |
1) Na, Mg, Al
2) Al, Mg, Na
3) Cа, Mg, Be
4) Mg, Be, Cа
Решение. В Периодической системе в периоде слева направо металлические свойства ослабевают, а в группах сверху вниз металлические свойства усиливаются. Таким образом, чем ниже и левее в Периодической системе находится металл, те он активнее (это относится только к металлам главных подгрупп).
Проще всего сравнивать металлические свойства элементов, расположенных в одном периоде или в одной группе. В первом варианте в одном периоде расположены магний и алюминий, причем от магния к алюминию металлические свойства убывают, так что этот вариант сразу можно отбросить. Во втором варианте, от алюминия к магнию металлические свойства возрастают (т.к. в периоде справа налево металлические свойства возрастают). От магния к натрию металлические свойства также возрастают, т. к. натрий находится левее и ниже магния. Таким образом, правильный
ответ – 2. В третьем варианте от кальция к бериллию радиус уменьшается, металлические свойства убывают. Этот вариант не подходит. В четвертом варианте от магния к бериллию радиус уменьшается, металлические свойства убывают, а от бериллия к кальцию радиус увеличивается, металлические свойства возрастают. Этот ответ тоже неправильный.
//Ответ: 2
| A8 |
Формула высшего оксида хлора
| 1) | Cl2O | 2) | ClO2 | 3) | Cl2O5 | 4) | Cl2O7 |
| A9 |
Решение. Хлор находится в VIIA группе, поэтому высшая степень окисления хлора +7. Высший оксид – это оксид, в котором элемент проявляет свою высшую степень окисления. Так как у кислорода в оксидах степень окисления -2, легко находим, что высший оксид - Cl2O7.
//Ответ: 4
Верны ли следующие суждения о меди?
А. Для меди характерны степени окисления + 1 и + 2.
Б. Медь вытесняет цинк из раствора сульфата цинка.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
Решение. Медь в Периодической системе находится в IB группе. Как элемент побочной подгруппы она может проявлять степени окисления, не равные номеру группы. Формула валентных электронов меди 3d104s1. Поэтому медь, образуя соединения, может отдавать один внешний s-электрон, проявляя степень окисления +1 (при этом образуется устойчивый полностью заполненный 3d-подуровень). Так как медь относится к d-элементам, то 3d-электроны тоже валентные и могут принимать участие в образовании химических связей. Поэтому медь, образуя соединения, может отдавать, кроме внешнего s-электрона, один d-электрон, проявляя степень окисления +2. Таким образом для меди действительно характерны степени окисления + 1 и + 2. (суждение А верно).