Самостійна робота «Періодична зміна властивостей елементів і їхніх сполук на основі уявлень про електронну будову атомів» з хімії для 11 класу

Г. Алюміній оксид Al₂O₃

Алюміній оксид є амфотерною сполукою: він виявляє і кислотні, і основні властивості, тому його не зараховують до кислотних оксидів. SO₃, SiO₂ і P₂O₅ утворені неметалічними елементами і мають кислотний характер.

А. Електронегативність збільшується; Г. Радіус атомів поступово зменшується; Е. Кислотні властивості оксидів і гідратів оксидів посилюються

У періоді зростає заряд ядра, тому радіус атомів зменшується, електронегативність і кислотні властивості оксидів зростають. Металічні та відновні властивості в періоді послаблюються, а окисні властивості простих речовин посилюються, тому ці три твердження хибні.

Б → Г → А → В

У періоді кислотні властивості гідратів оксидів посилюються зліва направо: натрій гідроксид є сильною основою (лугом), алюміній гідроксид амфотерний, ортофосфатна кислота — кислота середньої сили, а перхлоратна кислота HClO₄ — одна з найсильніших кислот.

1 — Г, 2 — А, 3 — Б, 4 — Д

Стадія Ca → CaO: 2Ca + O₂ → 2CaO, пара 1-Г (горіння кальцію в кисні при нагріванні). Стадія CaO → Ca(OH)₂: CaO + H₂O → Ca(OH)₂, пара 2-А (гашення вапна, у промисловості так одержують гашене вапно для будівництва). Стадія Ca(OH)₂ → CaCO₃: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O, пара 3-Б (вапняна вода каламутніє, так виявляють карбон(IV) оксид). Стадія CaCO₃ → CaCl₂: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑, пара 4-Д (розчинення крейди чи мармуру в кислоті). Натрій гідроксид (В) не дає жодного з цих продуктів, тому зайвий.

1 — Г, 2 — Д, 3 — А, 4 — В

n(Al₂O₃) = 51 г : 102 г/моль = 0,5 моль, пара 1-Г. Рівняння горіння: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃, тому n(Al) = 2 · n(Al₂O₃) = 1 моль, пара 2-Д (якщо проігнорувати коефіцієнт 2, вийде 0,5 моль, тобто типовий дистрактор). m(Al чистого) = 1 моль · 27 г/моль = 27 г, пара 3-А. m(домішок) = 30 г − 27 г = 3 г, пара 4-В, звідси масова частка домішок 3/30 = 10 %. Значення 51 г (Б) у правій колонці — маса одержаного оксиду, зайвий дистрактор.

Б. 80 г

n(Na₂SO₄) = 28,4 г : 142 г/моль = 0,2 моль. Рівняння: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O, тому n(NaOH) = 2 · 0,2 = 0,4 моль (якщо забути коефіцієнт 2, вийде 16 г чистої речовини). m(NaOH) = 0,4 моль · 40 г/моль = 16 г. m(розчину) = 16 г : 0,2 = 80 г. Значення 20 г і 40 г — типові помилки: переплутана маса чистої речовини з масою розчину або проігнорований коефіцієнт.

В. Магній гідроксид Mg(OH)₂

Магній гідроксид нерозчинний у воді, тому не належить до лугів, хоча є основою. NaOH, KOH і Ba(OH)₂ — розчинні основи, тобто луги.

А. Металічні властивості посилюються; Г. Радіус атомів збільшується; Д. Електронегативність зменшується

У групі зростає число заповнених енергетичних рівнів, радіус атомів збільшується, зовнішні електрони легше віддавати, тому металічні й відновні властивості посилюються, а електронегативність і окисні властивості простих речовин послаблюються. Твердження про посилення неметалічних та окисних властивостей і послаблення відновних у групі хибні.

Б → Г → А → В

У періоді радіус атомів зі збільшенням порядкового номера зменшується, бо зростає заряд ядра і воно сильніше притягує електрони. У третьому періоді порядкові номери зростають у послідовності Na (11), P (15), S (16), Cl (17), тому радіус найбільший у Натрію, далі Фосфору, потім Сульфуру, а найменший у Хлору. Порядок за зменшенням радіуса єдино можливий: Na, P, S, Cl.

1 — В, 2 — Б, 3 — Г, 4 — А

Стадія P → P₂O₅: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅, пара 1-В (горіння фосфору, білий дим). Стадія P₂O₅ → H₃PO₄: P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄, пара 2-Б (фосфор(V) оксид розчиняють у гарячій воді, добувають ортофосфатну кислоту для добрив). Стадія H₃PO₄ → Na₃PO₄: H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O, пара 3-Г (нейтралізація надлишком лугу, інакше утвориться кисла сіль). Стадія Na₃PO₄ → Ag₃PO₄: Na₃PO₄ + 3AgNO₃ → Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃, пара 4-А (жовтий осад, якісна реакція на фосфат-йон). Хлоридна кислота (Д) не дає жодного з цих продуктів, тому зайва.

1 — В, 2 — Б, 3 — Д, 4 — А

n(Fe₂O₃) = 32 г : 160 г/моль = 0,2 моль, пара 1-В. Рівняння горіння: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃, тому n(Fe) = 2 · 0,2 = 0,4 моль, пара 2-Б (без урахування коефіцієнта вийде 0,2 моль, типовий дистрактор). m(Fe чистого) = 0,4 моль · 56 г/моль = 22,4 г, пара 3-Д. m(домішок) = 28 г − 22,4 г = 5,6 г, пара 4-А, звідси масова частка домішок 5,6/28 = 20 %. Значення 32 г (Г) у правій колонці — маса одержаного оксиду, зайвий дистрактор.

А. 365 г

n(CaCl₂) = 55,5 г : 111 г/моль = 0,5 моль. Рівняння: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑, тому n(HCl) = 2 · 0,5 = 1 моль (якщо проігнорувати коефіцієнт 2, вийде 182,5 г). m(HCl) = 1 моль · 36,5 г/моль = 36,5 г. m(розчину) = 36,5 г : 0,1 = 365 г. Значення 73 г і 36,5 г — типові помилки: переплутана маса чистої речовини з масою розчину або подвоєна молярна маса.