3. Тематика контрольних робіт

Виконуючи контрольну роботу з дисципліни "Хімія та методи досліджень сировини та матеріалів", студент-заочник повинен глибоко та самостійно опрацювати одну з тем курсу, набути навички роботи з навчальними посібниками, літературою, вміти робити самостійні висновки та узагальнення.

Студент виконує один з десяти запропонованих варіантів (див. нижче) контрольної роботи, номер якого визначається за останньою цифрою шифру студента.

Контрольна робота виконується в окремому учнівському зошиті чи на чистих стандартних аркушах білого паперу.

На титульній сторінці повинні бути вказані: шифр (номер варіанта) контрольної роботи, її назва (тема), прізвище, ім'я та по батькові студента, номер його групи (спеціальності). На початку тексту роботи, що виконується, наводяться план, на останній сторінці - список використаної літератури.

Контрольна робота № 1

Варіант № 1

Теоретичні питання

1. Закон збереження маси. Стехіометрія. Хімічні рівняння.

2. Аналітична класифікація катіонів та аніонів.

3. Галогени, знаходження в природі, одержання, фізичні та хімічні властивості. Застосування. Сполуки з воднем, металами, киснем. Застосування соляної кислоти та кухонної солі для виробництва продовольчих і непродовольчих товарів. Хлорати та їх застосування.

Задачі

1. Обчислити кількість речовини: а) азоту масою 14 г; б) кисню масою 48г; в) заліза масою 112 г; г) фосфору масою 31 г.

2. Обчислити масову частку (у %) кисню у наступних сполуках: а) HNO₃; б) Ag₂O; в) КОН; г) Са₃(РО₄)₂.

3. Визначити істину формулу речовини з масовою часткою вуглецю 80% та водню 20 %. За нормальних умов 1 л цього газу має масу 1,34 г.

4. Методом електронного балансу скласти ріняння окисно-відновної реакції:

HNO₂  HNO₃ + NO + H₂O.

5. Визначити об’єм 0,5 М розчину гідроксиду натрію, що треба витратити для реакції з 0,1 М розчином хлориду заліза (ІІІ) об’ємом 20 мл.

6. Написати рівняння реакції в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) Fe  FeCl₂  FeCl₃  Fe(OH)₃  Fe₂O₃;

б) Fe  Fe(SO₄)₃  FeCl₃  Fe(NO₃)₃  Fe₂O₃;

в) Fe  Fe(NO₃)₂  Fe  Fe(NO₃)₃  Fe₂O₃  Fe.

7. Написати рівняння гідролізу в повній та скороченій іонній формі наступних солей:

AlCl₃, KNO₃, CuSO₄, Na₂CO₃, (NH₄)₂S.

Методичні вказівки

1. У відповідях на запитання 1 -3 треба навести:

- пояснення причин збереження маси сполук у хімічних перетвореннях, суть хімічних явищ, правила складання хімічних рівнянь та їх обчислення;

- сутність класифікації іонів, опис групових реагентів, залежність властивостей іонів від будови електронних оболонок;

- загальна характеристика р-елементів, будова їх електронних оболонок;

- хімічні рівняння щодо одержання та хімічні властивості галогенів, їх найважливіших похідних.

2. Алгоритм розв'язання задач може бути таким:

- спочатку треба уважно прочитати умову задачі і намагатися зрозуміти її сутність;

- записати скорочено умову і вимогу задачі, використовуючи при цьому загальновживані позначення величин;

- проаналізувати умову задачі, встановити логічні зв'язки між даними величинами і шуканою;

- виконати розрахунки в тих одиницях вимірювання, які задані умовою задачі;

- записати повну відповідь.

Варіант № 2

Теоретичні питання

1. Закони сталості складу простих вагових та об'ємних співвідношень.

2. Умови утворення і розчинення осадів.

3. Халькогени. Кисень, властивості, добування і застосування.

Задачі

1. Яка кількість речовини вміщується: а) у 4,9 г Cu(OH)₂; б) у 0,2 кг NaOH; в) у 0,056 г КОН?

2. Обчислити масову частку (у %) азоту: а) у NH₄OH; б) у NH₄NO₃;

в) у N₂O.

3. Виведіть істину формулу речовини, що складається з атомів водню, вуглецю та кисню з масовим співвідношенням 1: 6 : 4 та з густиною за воднем, що дорівнює 22.

4. Методом електронного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

Zn + KNO₃ + KOH  K₂ZnO₂ + NH₃ + H₂O

5. Написати рівняння в молекулярному та іонному вигляді, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) N₂O₅ → KNO₃ → HNO₃ → Cu(NO₃)₂ → NO₂;

б) HNO₃ → Fe(NO₃)₃ → Al(NO₃)₃ → NaAlO₂ → Al(NO₃)₃.

6. Cкільки мл азотної кислоти з масовою часткою HNO₃ 20 % та густиною 1,115 треба використати для нейтралізації розчину, який вміщує КОН масою 5,6 г?

7. Написати можливі реакції гідролізу в іонному вигляді наступних солей: BaCl₂, Pb(NO₃)₂, K₃PO₄, Na₂CO₃, ZnBr₂.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1-3 повинні бути наведені:

- пояснення причин існування речовин сталого та змінного складу;

- теоретичні основи осадження водорозчинних сполук;

- загальна характеристика елементів головної підгрупи шостої групи, будова їх зовнішнього енергетичного рівня. Хімічні рівняння щодо одержання та хімічні властивості кисню, його найважливіших похідних.

Варіант № З

Теоретичні питання

1. Закон Авогадро, його наслідки, універсальна газова стала.

2. Аналіз катіонів першої аналітичної групи.

3. Головна підгрупа шостої групи.

Задачі

1. Cкільки молей вміщується: а) у NaСІ масою 5,85 кг; б) у СuО масою 0,8т; в) у Na₂СО₃ масою 106 кг?

2. Обчислити масову частку (у %) наступних речовин: а) NaOH;

б) СО₂; в) KHCO₃; г) FeOHSO₄; д) H₄P₂O₇.

3. Напишіть істині формули різних речовин, що мають однакову елементарну формулу, склад яких (у масових долях, %) 87,5 [C] та 14,3 [H] Густина за повітрям цих речовин дорівнює 1,45; 1,93; 1,89; 3,36 відповідно.

4. Методом електронного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

AsH₃ + AgNO₃ + H₂O  H₃AsO₄ + Ag + HNO₃.

5. Написати рівняння реакцій в молекулярному та іонному виді, за допомогою яких можна здійснити наступні реакції перетворення:

а) CuO  CuCl₂  Cu(NO₃)₂;

б) CaO  Ca(OH)₂  Ca(NO₃)₂;

в) MgO  MgSO₄  MgCl₂.

6. При упарюванні розчину хлориду натрію масою 500 г з масовою часткою NaCl 1 % одержано новий розчин масою 150 г. Яка масова частка (у %) нового розчину?

7. Написати реакції гідролізу в молекулярному та іонному виді наступних солей: NaNO₃, MgS, CuI₂, (NH₄)₂CO₃.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1-3 треба навести:

- пояснення причин існування речовин сталого та змінного складу;

- загальна характеристика елементів головної підгрупи шостої групи, будова їх зовнішнього енергетичного рівня. Хімічні рівняння щодо одержання та хімічні властивості сірки, її найважливіших похідних.

Варіант № 4

Теоретичні питання

1. Періодичний закон і періодична система елементів.

2. Аналіз катіонів другої аналітичної групи.

3. Головна підгрупа п'ятої групи. Азот. Азотна кислота. Азотні добрива.

Задачі

1. Скільки молей вміщується у 100 г наступних речовин при нормальних умовах (н.у.): а) кисню; б) брому; в) хлору; г) метану; д) аміаку?

2. Руда має наступний склад: Fe₂O₃ (масова частка 80 %), FeS₂ (10 %), FeAsS (10 %). Скільки заліза вміщується у руді масою 100 кг?

3. При розчиненні в сірчаній кислоті цинку масою 15 г було одержано водень об’ємом 4,5 л при нормальних умовах. Визначити масову частку домішок (у %).

4. Методом електричного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

SnCl₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄  Sn(SO₄)₂ + SnCl₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

5. Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) SO₂  H₂SO₃  KHSO₃  K₂SO₃;

б) P₂O₅  H₃PO₄  Ca(H₂PO₄)₂  Ca₃(PO₄)₂;

в) CO₂  Ca(HCO₃)₂  CaCO₃  CaCl₂.

6. Визначити масову частку (у %) хлориду натрію в розчині, що одержано при змішуванні розчину масою 20 г з масовою часткою NaCl 20 % та розчину об’ємом 100 мл з масовою часткою NaCl 30 % та густиною 1,15.

7. Написати реакції гідролізу наступних солей в молекулярному та іонному виді: CuSO₄, K₂SO₃, (CH₃COO)₂Ba, (NH₄)₃PO₄.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1-3 повинні бути наведені:

- основа класифікації хімічних елементів Д.І. Менделєєва та сучасна;

- будова періодичної системи;

- залежність властивостей елементів від положення в періодичній системі;

- значення періодичного закону та періодичної системи;

- загальна характеристика елементів головної підгрупи п'ятої групи, будова їх зовнішнього енергетичного рівня. Хімічні рівняння щодо одержання та хімічні властивості азоту, аміаку, солей амонію, оксидів азоту, азотної кислоти, солей азотної кислоти, азотних добрив.

Варіант № 5

Теоретичні питання

1. Сучасна теорія будови атомів.

2. Аналіз катіонів третьої аналітичної групи.

3. Головна підгрупа п'ятої групи. Фосфор. Кисневі сполуки фосфору. Фосфорні добрива.

Задачі

1. Визначити густину за воднем та повітрям пару насичених речовин:

а) О₂; б) N₂; в) Сl₂; г) СО (молярна маса водню дорівнює 2, повітря – 29).

2. Визначити масу фосфору:

а) у Са₃(РО₄)₂ масою 1 т, що вміщує домішки (масова частка 10 %);

б) у суперфосфаті масою 100 г, що вміщує Ca(H₂PO₄)₂ (95 %);

в) у преципітаті масою 5 т, що вміщує CaH₂PO₄ · 2 Н₂О (98 %).

3. Скільки літрів СО₂ (при н.у.) може бути одержано при згорянні вугля масою 5 т, що вміщує масову частку вуглецю 95 %?

4. Методом електронного балансу екласти рівняння окисно-відновної реакції:

HgS + HNO₃ + HCl → HgCl₂ + S + NO + H₂O.

5. Написати рівняння в молекулярній та іонних формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) PbO → Pb(NO₃)₂ → Na₂PbO₂ → Pb(OH)₂;

б) ZnO → ZnSO₄ → Na₂ZnO₂ → Zn(OH)₂;

в) Al₂O₃ → AlCl₃ → NaAlO₂ → Al(OH)₃.

6. До 200 мл розчину H₂SO₄ (густиною 1,066) з масовою часткою H₂SO₄ 10 % додали 1 л води. Визначити масову частку (у %) H₂SO₄ в одержаному розчині.

7. Написати реакції гідролізу наступних солей в молекулярному та іонному виді: Fe(OH)₂NO₃, AlOHCl₂, Na₂HPO₄.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1-3 треба навести:

- визначення атома, його склад, масу та заряд, масове число. Визначення ізотопу, ізотопної маси. Зв'язок відносної ізотопної маси з масовим числом. Будову електронних оболонок атомів, квантові числа, електронні конфігурації;

- загальну характеристику елементів головної підгрупи п'ятої групи, будову їх зовнішнього енергетичного рівня. Хімічні рівняння щодо одержання та хімічні властивості фосфору, його найважливіших похідних. Фосфорні добрива.

Варіант №6

Теоретичні питання

1. Хімічний зв’язок.

2. Аналіз катіонів четвертої аналітичної групи.

3. Головна підгрупа четвертої групи. Вуглець. Кисневі сполуки. Вугільна кислота. Кремній. Германій. Олово. Свинець.

Задачі

1. Визначити у скільки разів повітря важче ніж: а) H₂S; б) CO₂; в) HCl.

2. В якій кількості речовини сульфату алюмінію Al₂(SO₄)₃ вміщується:

а) алюмінію масою 108 г;

б) сірки масою 288 г;

г) кисню масою 96 г.

3. Скільки літрів СО₂ (н.у.) треба пропустити в розчин Са(ОН)₂, щоб одержати:

а) карбонат кальцію СаСО₃ кількстю речовини 0,5 моль;

б) СаСО₃ масою 200 г;

в) СаСО₃ масою 1 т?

4. Методом електронного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

CuCl₂ + SO₂ + H₂O → CuCl + HCl + H₂SO₄.

5. Написати рівняння в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) ZnSO₄ → Zn(OH)₂ → ZnCl₂ → Zn;

б) AlCl₃ → Al(NO₃)₃ → Al(OH)₃ → NaAlO₂;

в) Pb(NO₃)₂ → Pb(OH)₂ → PbO → Na₂PbO₂.

6. До 300 мл КОН з масовою часткою 20 % КОН (густиною 1,2) додали КОН масою 40 г. Визначити масову частку (у %) КОН у новому розчині.

7. Написати реакції гідролізу наступних солей: AlCl₃, KNO₃, CuSO₄, Na₂SO₃, (NH₄)₂S в молекулярному та іонному виді.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1-3 повинні бути наведені:

- визначення типів хімічних зв'язків; електронегативність, полярність молекул; властивість твердих речовин залежно від типу зв'язку;

- загальна характеристика елементів головної підгрупи четвертої групи, будова їх зовнішнього енергетичного рівня. Хімічні рівняння щодо одержання та хімічні властивості вуглецю та кремнію, їх найважливіших похідних.

Варіант № 7

Теоретичні питання

1. Хімічні реакції та закономірності їх перебігу.

2. Аналіз катіонів п'ятої аналітичної групи.

3. Метали, загальна характеристика. Корозія металів. Метали та сплави в техніці.

Задачі

1. Густина газу за киснем дорівнює 2. Визначити густину цього газу за воднем.

2. Вивести елементарну формулу речовини, що вміщує: Na (масова частка 43,2 %), С (11,3%), О (45,5%).

3. Скільки літрів водню виділиться при взаємодії заліза масою 2,8 г з сірчаною кислотою (н.у.)?

4. Методом електронного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

К₂MnO₄ + H₂O → KMnO₄ + MnO₂ + KOH.

5. Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) Fe₂(SO₄)₃ → FeCl₃ → Fe(OH)₃ → FeOH(NO₃)₂;

б) K → KOH → KHSO₄ → K₂SO₄ → KCl → KNO₃;

в) Cu(OH)₂ → Cu(OH)NO₃ → Cu(NO₃)₂ → CuSO₄.

6. На реакцію карбонату натрію масою 0,44 г витрачається 12 мл розчину сірчаної кислоти. Визначити молярну концентрацію розчину сірчаної кислоти.

7. Написати можливі реакції гідролізу солей в іонному виді: CaCl₂, Pb(NO₃)₂, Na₃PO₄, K₂CO₃, ZnBr₂.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1 -3 повинні бути наведені:

- класифікація хімічних реакцій; визначення електродного потенціалу, теплового ефекту хімічних реакцій, каталізу та хімічної рівноваги;

- загальна характеристика металів, положення у періодичній системі елементів, поширення в природі, хімічні властивості, одержання. Ряд стандартних електродних потенціалів металів. Хімічна та електрохімічна корозія металів. Металічні сплави, роботи Курнакова М.С.

Варіант № 8

Теоретичні питання

1. Розчини. Способи вираження складу розчинів.

2. Аналіз аніонів першої аналітичної групи.

3. Класифікація неорганічних сполук.

Задачі

1. Чому дорівнює маса газів об’ємом 1 м³ за нормальних умов (н.у.):

а) N₂, б) Не, в) SO₂?

2. Вивести формулу кристалогідрату, що вміщує Mg (масова частка 9,8%), S (13 %), O (26 %), Н₂О (51,2 %).

3. Скільки літрів СО₂ можна одержати при взаємодії вуглецю масою 4 г з киснем об’ємом 11,2 л (н.у.)? Надлишок якої речовини і в якій кількості залишиться після реакції?

4. Методом електронного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

MnO₂ + KClO₃ + KOH → K₂MnO₄ + KCl + H₂O.

5. Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) Са → Са(ОН)₂ → CaCl₂ → Ca(NO₃)₂ → Ca(SO₄)₃

б) Cu → Cu(NO₃)₂ →Cu(OH)₂ → CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃

в) Mg → MgSO₄ → MgCl₂ → MgOHCl → Mg(OH)₂

6. Скільки мл концентрованої сірчаної кислоти густиною 1,84, що вміщує масову частку Н₂SО₄ 98 %, треба взяти для ЗМ розчину об’ємом 500мл?

7. Написати три ступеня гідролізу для розчину CrCl₃ в молекулярній та іонних формах. Привести назви всіх солей.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1-3 повинні бути наведені:

- основні поняття теорії розчинів, розчинність, способи вираження складу розчинів, зв'язок між розчинністю та природою речовин. Масова і молярна концентрація речовин;

- загальна характеристика класів неорганічних сполук, визначення оксидів, основ, кислот та солей.

Варіант № 9

Теоретичні питання

1. Основні положення теорії електролітичної дисоціації.

2. Аналіз аніонів другої аналітичної групи.

3. Хімія S-елементів. Лужні метали.

Задачі

1. Визначити об’єм, що займає при нормальних умовах (н.у.):

а) 11 г СО₂; б) 4 г СН₄; в) 71 г Сl₂; Г) 8 г О₂.

2. Знайти елементарну формулу гіпосульфіту натрію, якщо склад цієї сполуки наступний: натрій (масова частка 29,1 %), сірка (40,5 %), кисень (30,4%).

3. Скільки літрів кисню, що взятий при нормальних умовах, витрачається при спалюванні алюмінію масою 9 г?

4. Методом електронного балансу скласти рівняння окисно-відновної реакції:

KI + KMnO₄ + H₂SO₄ → I₂ + MnSO₄ + К₂SO₄ + H₂O.

5. Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) CuSO₄ → CuCl₂ → ZnCl₂ → Na₂ZnO₂ → Zn(OH)₂;

б) Hg(NO₃)₂ → Al(NO₃)₃ → NaAlO₂ → Al(OH)₃ → AlOHCl₂;

в) ZnSO₄ → Zn(OH)₂ → ZnCl₂ → AlCl₃ → Al(OH)₃.

6. Визначити молярну концентрацію розчину азотної кислоти з масовою часткою HNO₃ 40 % та густиною 1,35.

7. Написати рівняння гідролізу в молекулярній та іонній формах для розчину Na₃РO₄. Привести назви всіх солей.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1 -3 повинні бути наведені:

- основні поняття теорії електролітичної дисоціації, її механізм; властивості кислот, основ та солей з точки зору теорії електролітичної дисоціації;

- загальна характеристика лужних металів. Натрій і калій. Гідроксиди, натрію та калію. Застосування натрію, калію та їх солей.

Варіант №10

Теоретичні питання

1. Солі. Гідроліз солей.

2. Аналіз аніонів третьої аналітичної групи.

3. Хімія d-елементів. Залізо. Комплексні сполуки заліза. Чавун і сталь.

Задачі

1. Знайти молярну масу газу, якщо густина його за гелієм дорівнює 20.

2. Визначити формулу мінералу, що вміщує ZnO (масова частка 73 %), SіO₂ (27 %).

3. Який об’єм повітря (при н.у.) потрібен для спалювання сірки масою 4 г до SO₂ (вміст кисню в повітрі дорівнює 1/5 за об’ємом)?

4. Методом електронного балансу скласти рівняння реакції:

Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

5. Написати реакції в молекулярній та іонній формах, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення:

а) CuCl₂ → Cu(OH)₂ → CuSO₄ → ZnSO₄ → Na₂ZnO₂;

б) Fe(NO₃)₃ → FeOH(NO₃)₂ → Fe(OH)₃ → FeCl₃ → Fe(NO₃)₂;

в) Al₂O₃ → AlCl₃ → Al(OH)₃ → NaAlO₂ → NaNO₃;

г) Mg(OH)₂ → MgSO₄ → MgCl₂ → Mg(NO₃)₂ → Mg(OH)₂.

6. Визначити молярну концентрацію розчину, одержаного змішуванням 0,5 М розчину нітрату натрія об’ємом 200 мл з 0,2 М розчином об’ємом 400мл.

7. Написати рівняння гідролізу в молекулярній та іонній формах наступних основних солей: BiOH(NO₃)₂, (CuOH)₂SO₄, FeOHCl, Fe(OH)₂NO₃. Привести назви всіх солей.

Методичні вказівки

У відповідях на запитання 1 -3 повинні бути наведені:

- визначення класу солі в світлі теорії електролітичної дисоціації; класифікація, номенклатура, хімічні властивості. Комплексні солі. Гідроліз солей;

- електронна будова і загальна характеристика d-елементів І-VІІІ груп. Найважливіші ступені окислення. Внутрішня періодичність. Комплексотворна і окисновідновна здатність d-елементів та їх сполук. Найважливіші хімічні властивості елементів родини заліза. Оксиди та гідроксиди заліза. Комплексні сполуки заліза, їх застосування в аналітичній хімії. Хімічні основи металургії заліза. Сплави на основі заліза.