Задания с 2 химии егэ. Методика подготовки обучающихся к решению заданий с2 егэ по химии

Условие задачи С2 на ЕГЭ по химии - это текст, описывающий последовательность экспериментальных действий. Данный текст нужно превратить в уравнения реакций.

Трудность такого задания в том, что школьники слабо представляют себе экспериментальную, не "бумажную" химию. Не все понимают используемые термины и протекающие процессы. Попробуем разобраться.

Очень часто понятия, которые химику кажутся совершенно ясными, абитуриентами воспринимаются неправильно. Вот кратких словарь таких понятий.

Словарь непонятных терминов.

  1. Навеска - это просто некоторая порция вещества определенной массы (её взвесили на весах ). Она не имеет отношения к навесу над крыльцом:-)
  2. Прокалить - нагреть вещество до высокой температуры и греть до окончания химических реакций. Это не «смешивание с калием» и не «прокалывание гвоздём».
  3. «Взорвали смесь газов» - это значит, что вещества прореагировали со взрывом. Обычно для этого используют электрическую искру. Колба или сосуд при этом не взрываются !
  4. Отфильтровать - отделить осадок от раствора.
  5. Профильтровать - пропустить раствор через фильтр, чтобы отделить осадок.
  6. Фильтрат - это профильтрованный раствор .
  7. Растворение вещества - это переход вещества в раствор. Оно может происходить без химических реакций (например, при растворении в воде поваренной соли NaCl получается раствор поваренной же соли NaCl, а не щелочь и кислота отдельно), либо в процессе растворения вещество реагирует с водой и образует раствор другого вещества (при растворении оксида бария получится раствор гидроксида бария). Растворять можно вещества не только в воде, но и в кислотах, в щелочах и т.д.
  8. Выпаривание - это удаление из раствора воды и летучих веществ без разложения содержащихся в растворе твёрдых веществ.
  9. Упаривание - это просто уменьшение массы воды в растворе с помощью кипячения.
  10. Сплавление - это совместное нагревание двух или более твёрдых веществ до температуры, когда начинается их плавление и взаимодействие. С плаванием по реке ничего общего не имеет:-)
  11. Осадок и остаток.
    Очень часто путают эти термины. Хотя это совершенно разные понятия.
    «Реакция протекает с выделением осадка» - это означает, что одно из веществ, получающихся в реакции, малорастворимо. Такие вещества выпадают на дно реакционного сосуда (пробирки или колбы).
    «Остаток» - это вещество, которое осталось , не истратилось полностью или вообще не прореагировало. Например, если смесь нескольких металлов обработали кислотой, а один из металлов не прореагировал - его могут назвать остатком .
  12. Насыщенный раствор - это раствор, в котором при данной температуре концентрация вещества максимально возможная и больше уже не растворяется.

    Ненасыщенный раствор - это раствор, концентрация вещества в котором не является максимально возможной, в таком растворе можно дополнительно растворить ещё какое-то количество данного вещества, до тех пор, пока он не станет насыщенным.

    Разбавленный и «очень» разбавленный раствор - это весьма условные понятия, скорее качественные, чем количественные. Подразумевается, что концентрация вещества невелика.

    Для кислот и щелочей также используют термин «концентрированный» раствор. Это тоже характеристика условная. Например, концентрированная соляная кислота имеет концентрацию всего около 40%. А концентрированная серная - это безводная, 100%-ная кислота.

Для того, чтобы решать такие задачи, надо чётко знать свойства большинства металлов, неметаллов и их соединений: оксидов, гидроксидов, солей. Необходимо повторить свойства азотной и серной кислот, перманганата и дихромата калия, окислительно-восстановительные свойства различных соединений, электролиз растворов и расплавов различных веществ, реакции разложения соединений разных классов, амфотерность, гидролиз солей и других соединений, взаимный гидролиз двух солей.

Кроме того, необходимо иметь представление о цвете и агрегатном состоянии большинства изучаемых веществ - металлов, неметаллов, оксидов, солей.

Именно поэтому мы разбираем этот вид заданий в самом конце изучения общей и неорганической химии.
Рассмотрим несколько примеров подобных заданий.

    Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

Решение:

    Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили , фильтрат упарили , полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

Решение:

    Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.

Решение:

    Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.

Решение:

    Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.

Решение:

Задания С2 из вариантов ЕГЭ по химии для самостоятельной работы.

  1. Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
  2. Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
  3. Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
  4. На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
  5. Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
  6. Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
  7. Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка - добавили раствор нитрата серебра.
  8. Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
  9. (МИОО 2011, тренинговая работа) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
  10. (МИОО 2011, тренинговая работа) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Ответы к заданиям для самостоятельного решения:

  1. или

  2. ЗАДАНИЙ С2 ЕГЭ ПО ХИМИИ

    Анализ содержания задания показывает, что первое вещество неизвестно, но зато известны характерные свойства самого вещества (цвет) и продуктов реакции (цвет и агрегатное состояние). Для всех остальных реакций указан реагент и условия проведения. Подсказками можно считать указания на класс полученного вещества, его агрегатное состояние, характерные признаки (цвет, запах). Заметим, что два уравнения реакций характеризуют особые свойства веществ (1 – разложение дихромата аммония; 4 – восстановительные свойства аммиака), два уравнения характеризуют типичные свойства важнейших классов неорганических веществ (2 – реакция между металлом и неметаллом, 3 – гидролиз нитридов).

    При решении этих заданий можно порекомендовать учащимся составлять схемы:

    t o C Li H 2 O CuO

    (NH 4) 2 Cr 2 O 7 → газ → X → газ с резким запахом → Сu

    Выделять подсказки, ключевые моменты, например: вещество оранжевого цвета, которое разлагается с выделением азота (бесцветный газ) и Cr 2 O 3 (вещество зеленого цвета) – дихромат аммония (NH 4) 2 Cr 2 O 7 .

    t o C

    (NH 4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

    N 2 + 6Li → 2Li 3 N

    t o C

    Li 3 N + 3H 2 O → NH 3 + 3LiOH

    t o C

    NH 3 + 3CuO → 3Cu + N 2 + 3H 2 O

    Фильтрование – способ разделения неоднородных смесей с помощью фильтров – пористых материалов, пропускающих жидкость или газ, но задерживающих твёрдые вещества. При разделении смесей, содержащих жидкую фазу, на фильтре остается твердое вещество, через фильтр проходит фильтрат .

    Выпаривание -

    Прокаливание –

    CuSO 4 ∙5H 2 O →CuSO 4 + 5H 2 O

    Термически нестойкие вещества разлагаются (нерастворимые основания, некоторые соли, кислоты, оксиды): Cu (OH ) 2 →CuO + H 2 O ; CaCO 3 → CaO + CO 2

    Вещества, неустойчивые к действию компонентов воздуха, при прокаливании окисляются, реагируют с компонентами воздуха: 2Сu + O 2 → 2CuO ;

    4Fe (OH ) 2 + O 2 →2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

    Для того, чтобы окисление при прокаливании не происходило, процесс проводят в инертной атмосфере: Fe (OH ) 2 → FeO + H 2 O

    Спекание, сплавление –

    Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2

    Если же один из реагентов или продукт реакции могут окисляться компонентами воздуха, процесс проводят с инертной атмосфере, например: Сu + CuO → Cu 2 O

    Обжиг

    4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

    ГАЗЫ:

    Окрашенные : Cl 2 – желто-зеленый; NO 2 – бурый; O 3 – голубой (все имеют запахи). Все ядовиты, растворяются в воде, Cl 2 и NO 2 реагируют с ней.

    Бесцветные без запаха : Н 2 , N 2 , O 2 , CO 2 , CO (яд), NO (яд), инертные газы. Все плохо растворимы в воде.

    Бесцветные с запахом : HF , HCl , HBr , HI , SO 2 (резкие запахи), NH 3 (нашатырного спирта) –хорошо растворимы в воде и ядовиты,

    PH 3 (чесночный), H 2 S (тухлых яиц) - мало растворимы в воде, ядовиты.

    ОКРАШЕННЫЕ РАСТВОРЫ :

    желтые

    Хроматы, например K 2 CrO 4

    Растворы солей железа (III ), например, FeCl 3 ,

    бромная вода,

    c жёлтого добурого

    оранжевые

    Дихроматы, например, K 2 Cr 2 O 7

    зеленые

    Гидроксокомплексы хрома (III ), например, K 3 , соли никеля (II ), например NiSO 4 ,

    манганаты, например, K 2 MnO 4

    голубые

    Соли меди (II ), например СuSO 4

    От розового до фиолетового

    Перманганаты, например, KMnO 4

    От зеленого до синего

    Соли хрома (III ), например, CrCl 3

    ОКРАШЕННЫЕ ОСАДКИ,

    желтые

    AgBr, AgI, Ag 3 PO 4 , BaCrO 4 , PbI 2 ,CdS

    бурые

    Fe(OH) 3 , MnO 2

    черные, черно-бурые

    синие

    Cu(OH) 2 , KF е

    зеленые

    Cr (OH ) 3 – серо-зеленый

    Fe (OH ) 2 – грязно-зеленый, буреет на воздухе

    ДРУГИЕ ОКРАШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА

    желтые

    сера, золото, хроматы

    оранжевые

    o ксид меди (I ) – Cu 2 O

    дихроматы

    красные

    Fe 2 O 3 , CrO 3

    черные

    СuO, FeO, CrO

    фиолетовые

    зеленые

    Cr 2 O 3 , малахит (CuOH ) 2 CO 3 , Mn 2 O 7 (жидкость)

    В процессе подготовки учащихся к решению заданий С2 можно предложить им составить тексты заданий в соответствии со схемами превращений . Это задание позволит учащимся освоить терминологию и запомнить характерные признаки веществ.

    Пример 1:

    t o C t o C /H 2 HNO 3 (конц) NaOH , 0 o C

    (CuOH) 2 CO 3 → CuO → Cu → NO 2 → X

    Текст:

    Пример 2:

    O 2 H 2 S р - р t o C/Al H 2 O

    ZnS → SO 2 → S → Al 2 S 3 → X

    Текст : Сульфидцинкаподверглиобжигу. Образовавшийся газ с резким запахом пропустили через раствор сероводорода до выпадения жёлтого осадка. Осадок отфильтровали, просушили и сплавили с алюминием. Полученное соединение поместили в воду до прекращения реакции.

    На следующем этапе можно предложить учащимся самим составлять как схемы превращения веществ, так и тексты заданий. Конечно же, «авторы» заданий должны представить и собственное решение . При этом ученики повторяют все свойства неорганических веществ. А учитель может сформировать банк заданий С2.

    После этого можно переходить к решению заданий С2 . При этом учащиеся по тексту составляют схему превращений, а затем и соответствующие уравнения реакций. Для этого в тексте задания выделяются опорные моменты: названия веществ, указание на их классы, физические свойства, условия проведения реакций, названия процессов.

    Пример 1. Нитрат марганца (II

    Решение:

      Выделение опорных моментов:

    Нитрат марганца (II ) – Mn (NO 3) 2 ,

    Прокалили – нагрели до разложения,

    Твёрдое бурое вещество – Mn О 2 ,

    – HCl ,

    Сероводородная кислота – р-р Н 2 S ,

    Хлорид бария – BaCl 2 , образует осадок с сульфат-ионом.

    t o C HCl Н 2 S р-р BaCl 2

    Mn (NO 3) 2 → Mn О 2 → Х → У → ↓ (BaSO 4 ?)

    1) Mn(NO 3 ) 2 → Mn О 2 + 2NO 2

    2) Mn О 2 + 4 HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (газХ)

    3) Cl 2 + Н 2 S → 2HCl + S (не подходит, т.к. нет продукта, который дает осадок с хлоридом бария) или 4Cl 2 + Н 2 S + 4Н 2 О → 8HCl + Н 2 SO 4

    4) Н 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl

    Пример 2.

    Решение:

      Выделение опорных моментов:

    Оранжевый оксид меди – Cu 2 O ,

    – Н 2 SO 4 ,

    Голубой раствор – соль меди (II ), СuSO 4

    Гидроксид калия – КОН,

    Синий осадок – Cu (OH ) 2 ,

    Прокалили – нагрели до разложения,

    Твёрдое черное вещество – CuO ,

    Аммиак – NH 3 .

      Составление схемы превращений:

    Н 2 SO 4 КОН t o C NH 3

    Cu 2 O → СuSO 4 → Cu (OH ) 2 ↓ → CuO → X

      Составление уравнений реакций:

    1) Cu 2 O + 3 Н 2 SO 4 → 2 СuSO 4 + SO 2 +3H 2 O

    2) СuSO 4 + 2 КОН → Cu(OH) 2 + K 2 SO 4

    3) Cu(OH) 2 → CuO + Н 2 О

    4) 3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3Н 2 О + N 2

    1

    2.

    3.

    4

    5

    6

    7.

    8.

    9

    10

    11.

    12

    РЕШЕНИЯ

    1 . Натрий сожгли в избытке кислорода, полученное кристаллическое вещество поместили в стеклянную трубку и пропустили через нее углекислый газ. Газ, выходящий из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере фосфор. Полученное вещество нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия.

    1) 2Na + O 2 = Na 2 O 2

    2) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

    3) 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

    4) P 2 O 5 + 6 NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O

    2. Карбид алюминия обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли, продукты сгорания пропустили через известковую воду до образования белого осадка, дальнейшее пропускание продуктов сгорания в полученную взвесь привело к растворению осадка.

    1) Al 4 C 3 + 12HCl = 3CH 4 + 4AlCl 3

    2) CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

    3) CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O

    4) CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2

    3. Пирит подвергли обжигу, полученный газ с резким запахом пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся желтоватый осадок отфильтровали, просушили, смешали с концентрированной азотной кислотой и нагрели. Полученный раствор дает осадок с нитратом бария.

    1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

    2) SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O

    3) S+ 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 +2H 2 O

    4) H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 = BaSO 4 ↓ + 2 HNO 3

    4 . Медь поместили в концентрированную азотную кислоту, полученную соль выделили из раствора, высушили и прокалили. Твёрдый продукт реакции смешали с медной стружкой и прокалили в атмосфере инертного газа. Полученное вещество растворили в аммиачной воде.

    1) Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 +2H 2 O

    2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

    3) Cu + CuO = Cu 2 O

    4) Cu 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH

    5 . Железные опилки растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок профильтровали и оставили на воздухе до тех пор, пока он не приобрёл бурую окраску. Бурое вещество прокалили до постоянной массы.

    1) Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

    2) FeSO 4 + 2NaOH= Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4

    3) 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

    4) 2Fe (OH ) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

    6 . Сульфид цинка подвергли обжигу. Полученное твердое вещество полностью прореагировало с раствором гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до выпадения осадка. Осадок растворили в соляной кислоте.

    1) 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

    2) ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2

    3 Na 2 + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O + Zn(OH) 2

    4) Zn(OH) 2 + 2 HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

    7. Газ, выделившийся при взаимодействии цинка с соляной кислотой, смешали с хлором и взорвали. Полученный при этом газообразный продукт растворили в воде и подействовали им на диоксид марганца. Образовавшийся газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия.

    1) Zn+ 2HCl = ZnCl 2 + H 2

    2) Cl 2 + H 2 = 2HCl

    3) 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2

    4) 3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

    8. Фосфид кальция обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли в закрытом сосуде, продукт горения полностью нейтрализовали раствором гидроксида калия. К полученному раствору прилили раствор нитрата серебра.

    1) Ca 3 P 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2PH 3

    2) PH 3 + 2O 2 = H 3 PO 4

    3) H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O

    4) K 3 PO 4 + 3AgNO 3 = 3KNO 3 + Ag 3 PO 4

    9

    1) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

    2) Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

    3) Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 3Na 2 SO 4 + 2Cr(OH) 3

    4) 2Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

    10 . Ортофорсфат кальция прокалили с углем и речным песком. Образовавшееся при этом белое светящееся в темноте вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт этой реакции растворили в избытке гидроксида калия. К полученной смеси прилили раствор гидроксида бария.

    1) Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

    2) 2P + 5Cl 2 = 2PCl 5

    3) PCl 5 + 8KOH = K 3 PO 4 + 5KCl + 4H 2 O

    4) 2K 3 PO 4 + 3Ba(OH) 2 = Ba 3 (PO 4) 2 + 6KOH

    11. Алюминиевый порошок смешали с серой и нагрели. Полученное вещество поместили в воду. Образовавшийся осадок разделили на две части. К одной части прилили соляную кислоту, к другой – раствор гидроксида натрия до полного растворения осадка.

    1) 2Al + 3S = Al 2 S 3

    2) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

    3) Al(OH) 3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2 O

    4) Al(OH) 3 + NaOH = Na

    12 . Кремний поместили в раствор гидроксида калия, после окончания реакции к полученному раствору прилили избыток соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Твёрдый продукт прокаливания реагирует с фтороводородом.

    1) Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

    2) K 2 SiO 3 + 2HCl = 2KCl + H 2 SiO 3

    3) H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

    4) SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

    В.Н. Доронькин, А.Г. Бережная, Т.В. Сажнева, В.А. Февралева. Химия. Тематические тесты. Новые задания ЕГЭ-2012. Химический эксперимент (С2): учебно-методическое пособие. – Роств н/Д: Легион, 2012. – 92 с.

    ‹ ›

    Чтобы скачать материал, введите свой E-mail, укажите, кто Вы, и нажмите кнопку

    Нажимая кнопку, Вы соглашаетесь получать от нас E-mail-рассылку

    Если скачивание материала не началось, нажмите еще раз "Скачать материал".

    • Химия

    Описание:

    МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ К РЕШЕНИЮ

    ЗАДАНИЙ С2 ЕГЭ ПО ХИМИИ

    При нагревании вещества оранжевого цвета оно разлагается; среди продуктов разложения – бесцветный газ и твердое вещество зеленого цвета. выделившийся газ реагирует с литием даже при небольшом нагревании. Продукт последней реакции взаимодействует с водой, при этом выделяется газ с резким запахом, который может восстанавливать металлы, например, медь из их оксидов.

    Анализ содержания задания показывает, что первое вещество неизвестно, но зато известны характерные свойства самого вещества (цвет) и продуктов реакции (цвет и агрегатное состояние).Для всех остальных реакций указан реагент и условия проведения. Подсказками можно считать указания на класс полученного вещества, его агрегатное состояние, характерные признаки (цвет, запах). Заметим, что два уравнения реакций характеризуют особые свойства веществ (1 – разложение дихромата аммония; 4 – восстановительные свойства аммиака), два уравнения характеризуют типичные свойства важнейших классов неорганических веществ (2 – реакция между металлом и неметаллом, 3 – гидролиз нитридов).

    toC Li H 2 O CuO

    (NH 4 )2 Cr 2 O 7 →газ→ X →газ с резким запахом→С u

    Выделять подсказки, ключевые моменты, например: вещество оранжевого цвета, которое разлагается с выделением азота (бесцветный газ) и Cr 2 O 3 (вещество зеленого цвета) – дихромат аммония (NH 4 )2 Cr 2 O 7 .

    (NH4)2Cr2O7 →N2 + Cr2O3 + 4H2O

    N2 + 6Li→2Li3N

    Li3N + 3H2O →NH3+ 3LiOH

    NH3 + 3CuO →3Cu + N2 + 3H2O

    Какие затруднения могут вызвать у учащихся подобные задания?

    1. Описание действий с веществами (фильтрование, выпаривание, обжиг, прокаливание, спекание, сплавление). Учащиеся должны понимать, где с веществом происходит физическое явление, а где – химическая реакция. Наиболее часто используемые действия с веществами описаны ниже.

    Фильтрование – способ разделения неоднородных смесей с помощью фильтров – пористых материалов, пропускающих жидкость или газ, но задерживающих твёрдые вещества.При разделении смесей, содержащих жидкую фазу, на фильтре остается твердое вещество, через фильтр проходит фильтрат.

    Выпаривание - процесс концентрирования растворов путём испарения растворителя. Иногда выпаривание проводят до получения насыщенных растворов, с целью дальнейшей кристаллизации из них твердого вещества в виде кристаллогидрата, или до полного испарения растворителя с целью получения растворенного вещества в чистом виде.

    Прокаливание – нагревание вещества с целью изменения его химического состава.

    Прокаливание может проводиться на воздухе и в атмосфере инертного газа.

    При прокаливании на воздухе кристаллогидраты теряют кристаллизационную воду:

    CuSO 4 ∙5 H 2 O → CuSO 4 + 5 H 2 O

    Термически нестойкие вещества разлагаются (нерастворимые основания, некоторые соли, кислоты, оксиды): Cu (OH )2 → CuO + H 2 O ; CaCO 3 → CaO + CO 2

    Вещества, неустойчивые к действию компонентов воздуха, при прокаливании окисляются, реагируют с компонентами воздуха: 2С u + O 2 → 2 CuO ;

    4 Fe (OH )2 + O 2 →2 Fe 2 O 3 + 4 H 2 O

    Для того, чтобы окисление при прокаливании не происходило, процесс проводят в инертной атмосфере: Fe (OH )2→ FeO + H 2 O

    Спекание, сплавление – это нагревание двух и более твердых реагентов, приводящее к их взаимодействию. Если реагенты устойчивы к действию окислителей, то спекание можно проводить на воздухе:

    Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2 NaAlO 2 + CO 2

    Если же один из реагентов или продукт реакции могут окисляться компонентами воздуха, процесс проводят с инертной атмосфере, например: С u + CuO → Cu 2 O

    Обжиг – процесс термической обработки, приводящий к сгоранию вещества (в узком смысле. В более широком понимании, обжиг – разнообразные термические воздействия на вещества в химическом производстве и металлургии). В основном, используется по отношению к сульфидным рудам. Например, обжиг пирита:

    4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

    2. Описание характерных признаков веществ (цвет, запах, агрегатное состояние).

    Указание характерных признаков веществ должно служить для учащихся подсказкой или проверкой правильности выполненных действий. Однако, если учащиеся не знакомы с физическими свойствами веществ, подобные сведения не могут оказать вспомогательной функции при выполнении мысленного эксперимента. Ниже представлены наиболее характерные признаки газов, растворов, твердых веществ.

    ГАЗЫ:

    Окрашенные : Cl 2 – желто-зеленый; NO 2 – бурый; O 3 – голубой (все имеют запахи). Все ядовиты, растворяются вводе, Cl 2 и NO 2 реагируют с ней.

    Бесцветные без запаха : Н2, N 2 , O 2 , CO 2 , CO (яд), NO (яд), инертные газы. Все плохо растворимы в воде.

    Бесцветные с запахом : HF , HCl , HBr , HI , SO 2 (резкие запахи), NH 3 (нашатырного спирта) –хорошо растворимы в воде и ядовиты,

    PH 3 (чесночный), H 2 S (тухлых яиц) -мало растворимы вводе, ядовиты.

    ОКРАШЕННЫЕ РАСТВОРЫ :

    желтые

    Хроматы, например K2CrO4

    Растворы солей железа (III ), например, FeCl 3 ,

    бромная вода,

    c пиртовые и спиртово-водные растворы йода – в зависимости от концентрации от жёлтого добурого

    оранжевые

    Дихроматы, например, K 2 Cr 2 O 7

    зеленые

    Гидроксокомплексы хрома (III ), например, K 3 [ Cr (OH )6], соли никеля (II ), например NiSO 4 ,

    манганаты, например, K2MnO4

    голубые

    Соли меди (II ), например С uSO 4

    От розового до фиолетового

    Перманганаты, например, KMnO4

    От зеленого до синего

    Соли хрома (III ), например, CrCl 3

    ОКРАШЕННЫЕ ОСАДКИ,

    ПОЛУЧАЮЩИЕСЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ РАСТВОРОВ

    желтые

    AgBr, AgI, Ag3PO4, BaCrO4, PbI2,CdS

    бурые

    Fe(OH)3, MnO2

    черные, черно-бурые

    Сульфиды меди, серебра, железа, свинца

    синие

    Cu(OH)2, KF е

    зеленые

    Cr (OH )3 – серо-зеленый

    Fe (OH )2– грязно-зеленый, буреет на воздухе

    ДРУГИЕ ОКРАШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА

    желтые

    сера, золото, хроматы

    оранжевые

    o ксид меди (I ) – Cu 2 O

    дихроматы

    красные

    бром (жидкость), медь (аморфная), фосфор красный,

    Fe2O3, CrO3

    черные

    С uO, FeO, CrO

    Серые с металлическим блеском

    Графит, кристаллический кремний, кристаллический йод (при возгонке – фиолетовые пары), большинство металлов.

    зеленые

    Cr 2 O 3 , малахит(CuOH )2 CO 3 , Mn 2 O 7 (жидкость)

    Это, конечно, минимальные сведения, которые могут пригодиться для решения заданий С2.

    В процессе подготовки учащихся к решению заданий С2 можно предложить им составить тексты заданий в соответствии со схемами превращений. Это задание позволит учащимся освоить терминологию и запомнить характерные признаки веществ.

    Пример 1:

    toC toC / H 2 HNO 3 (конц) NaOH , 0 o C

    (CuOH)2CO3→ CuO →Cu→NO2→ X

    Текст: Малахит прокалили, полученное твердое черное вещество нагрели в токе водорода. Образовавшееся красное вещество полностью растворили в концентрированной азотной кислоте. Выделившийся бурый газ пропустили через холодный раствор гидроксида натрия.

    Пример 2:

    O2 H2S р - р toC/AlH2O

    ZnS →SO2 →S→Al2S3→X

    Текст : Сульфид цинка подвергли обжигу . Образовавшийся газ с резким запахом пропустили через раствор сероводорода до выпадения жёлтого осадка. Осадок отфильтровали, просушили и сплавили с алюминием. Полученное соединение поместили в воду до прекращения реакции.

    На следующем этапе можно предложить учащимся самим составлять как схемы превращения веществ, так и тексты заданий.Конечно же, «авторы» заданий должны представить и собственное решение. При этом ученики повторяют все свойства неорганических веществ. А учитель может сформировать банк заданий С2.

    После этого можно переходить к решению заданий С2. При этом учащиеся по тексту составляют схему превращений, а затем и соответствующие уравнения реакций. Для этого в тексте задания выделяются опорные моменты: названия веществ, указание на их классы, физические свойства, условия проведения реакций, названия процессов.

    Приведем примеры выполнения некоторых заданий.

    Пример 1. Нитрат марганца (II ) прокалили, к полученному твёрдому бурому веществу прилили концентрированную хлороводородную кислоту. Выделившийся газ пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся раствор образует осадок с хлоридом бария.

    Решение:

    · Выделение опорных моментов:

    Нитрат марганца (II ) – Mn (NO 3 )2,

    Прокалили – нагрели до разложения,

    Твёрдое бурое вещество – Mn О2,

    Концентрированная хлороводородная кислота – HCl ,

    Сероводородная кислота – р-р Н2 S ,

    Хлорид бария – BaCl 2 , образует осадок с сульфат-ионом.

    · Составление схемы превращений:

    toC HCl Н2 S р-р BaCl 2

    Mn (NO 3 )2→ Mn О2→Х→У→↓ (BaSO 4 ?)

    · Составление уравнений реакций:

    1) Mn(NO3)2→Mn О 2 + 2NO2

    2) Mn О 2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2 (газ Х )

    3) Cl 2 +Н2 S → 2 HCl + S (не подходит, т.к. нет продукта, который дает осадок с хлоридом бария) или4 Cl 2 +Н2 S + 4Н2О → 8 HCl + Н2 SO 4

    4) Н 2 SO4 + BaCl2→BaSO4 + 2HCl

    Пример 2. Оранжевый оксид меди поместили в концентрированную серную кислоту и нагрели. К полученному голубому раствору прилили избыток раствора гидроксида калия. Выпавший синий осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Полученное при этом твёрдое черное вещество поместили в стеклянную трубку, нагрели и пропустили над ним аммиак.

    Решение:

    · Выделение опорных моментов:

    Оранжевый оксид меди – Cu 2 O ,

    Концентрированная серная кислота – Н2 SO 4 ,

    Голубой раствор – соль меди (II ), С uSO 4

    Гидроксид калия –КОН,

    Синий осадок – Cu (OH )2,

    Прокалили – нагрели до разложения,

    Твёрдое черное вещество – CuO ,

    Аммиак – NH3 .

    · Составление схемы превращений:

    Н2 SO 4 КОН toC NH3

    Cu 2 O →С uSO 4 → Cu (OH )2 ↓ → CuO → X

    · Составление уравнений реакций:

    1) Cu2O + 3 Н 2 SO4 → 2 С uSO4 + SO2 +3H2O

    2) С uSO4 + 2 КОН → Cu(OH)2+ K2SO4

    3) Cu(OH)2→ CuO + Н 2 О

    4) 3 CuO + 2 NH 3 →3 Cu + 3Н2О+ N 2

    ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

    1 . Натрий сожгли в избытке кислорода, полученное кристаллическое вещество поместили в стеклянную трубку и пропустили через нее углекислый газ. Газ, выходящий из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере фосфор. Полученное вещество нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия.

    2. Карбид алюминия обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли, продукты сгорания пропустили через известковую воду до образования белого осадка, дальнейшее пропускание продуктов сгорания в полученную взвесь привело к растворению осадка.

    3. Пирит подвергли обжигу, полученный газ с резким запахом пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся желтоватый осадок отфильтровали, просушили, смешали с концентрированной азотной кислотой и нагрели. Полученный раствор дает осадок с нитратом бария.

    4 . Медь поместили в концентрированную азотную кислоту, полученную соль выделили из раствора, высушили и прокалили. Твёрдый продукт реакции смешали с медной стружкой и прокалили в атмосфере инертного газа. Полученное вещество растворили в аммиачной воде.

    5 . Железные опилки растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок профильтровали и оставили на воздухе до тех пор, пока он не приобрёл бурую окраску. Бурое вещество прокалили до постоянной массы.

    6 . Сульфид цинка подвергли обжигу. Полученное твердое вещество полностью прореагировало с раствором гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до выпадения осадка. Осадок растворили в соляной кислоте.

    7. Газ, выделившийся при взаимодействии цинка с соляной кислотой, смешали с хлором и взорвали. Полученный при этом газообразный продукт растворили в воде и подействовали им на диоксид марганца. Образовавшийся газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия.

    8. Фосфид кальция обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли в закрытом сосуде, продукт горения полностью нейтрализовали раствором гидроксида калия. К полученному раствору прилили раствор нитрата серебра.

    9 . Дихромат аммония разложили при нагревании. Твёрдый продукт разложения растворили в серной кислоте. К полученному раствору прилили раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. При дальнейшем приливании раствора гидроксида натрия к осадку, он растворился.

    10 . Ортофорсфат кальция прокалили с углем и речным песком. Образовавшееся при этом белое светящееся в темноте вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт этой реакции растворили в избытке гидроксида калия. К полученной смеси прилили раствор гидроксида бария.

    12 . Кремний поместили в раствор гидроксида калия, после окончания реакции к полученному раствору прилили избыток соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Твёрдый продукт прокаливания реагирует с фтороводородом.

    РЕШЕНИЯ

    1 . Натрий сожгли в избытке кислорода, полученное кристаллическое вещество поместили в стеклянную трубку и пропустили через нее углекислый газ. Газ, выходящий из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере фосфор. Полученное вещество нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия.

    1) 2 Na + O 2 = Na 2 O 2

    2) 2 Na 2 O 2 + 2 CO 2 = 2 Na 2 CO 3 + O 2

    3) 4P + 5O2 = 2P2O5

    4) P2O5 + 6 NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O

    2. Карбид алюминия обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли, продукты сгорания пропустили через известковую воду до образования белого осадка, дальнейшее пропускание продуктов сгорания в полученную взвесь привело к растворению осадка.

    1) Al4C3 + 12HCl = 3CH4 + 4AlCl3

    2) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

    3) CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3+ H2O

    4) CaCO3+ H2O + CO2 = Ca(HCO3)2

    3. Пирит подвергли обжигу, полученный газ с резким запахом пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся желтоватый осадок отфильтровали, просушили, смешали с концентрированной азотной кислотой и нагрели. Полученный раствор дает осадок с нитратом бария.

    1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

    2) SO2 + 2H2 S= 3S + 2H2O

    3) S+ 6HNO3 = H2SO4+ 6NO2 +2H2O

    4) H2SO4+ Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2 HNO3

    4 . Медь поместили в концентрированную азотную кислоту, полученную соль выделили из раствора, высушили и прокалили. Твёрдый продукт реакции смешали с медной стружкой и прокалили в атмосфере инертного газа. Полученное вещество растворили в аммиачной воде.

    1) Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2+ 2NO2 +2H2O

    2) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

    3) Cu + CuO= Cu2O

    4) Cu2O + 4NH3 + H2O = 2OH

    5 . Железные опилки растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок профильтровали и оставили на воздухе до тех пор, пока он не приобрёл бурую окраску. Бурое вещество прокалили до постоянной массы.

    1) Fe + H2SO4 = FeSO4+ H2

    2) FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2 + Na2SO4

    3) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3

    4) 2 Fe (OH )3= Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

    6 . Сульфид цинка подвергли обжигу. Полученное твердое вещество полностью прореагировало с раствором гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до выпадения осадка. Осадок растворили в соляной кислоте.

    1) 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

    2) ZnO+ 2NaOH + H2O = Na2

    3 Na2 + CO2 = Na2CO3 + H2O + Zn(OH)2

    4) Zn(OH)2 + 2 HCl= ZnCl2 + 2H2O

    7. Газ, выделившийся при взаимодействии цинка с соляной кислотой, смешали с хлором и взорвали. Полученный при этом газообразный продукт растворили в воде и подействовали им на диоксид марганца. Образовавшийся газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия.

    1) Zn+ 2HCl= ZnCl2 + H2

    2) Cl2 + H2 = 2HCl

    3) 4HCl + MnO2 = MnCl2 + 2H2O + Cl2

    4) 3Cl2 + 6KOH= 5KCl + KClO3 + 3H2O

    8. Фосфид кальция обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли в закрытом сосуде, продукт горения полностью нейтрализовали раствором гидроксида калия. К полученному раствору прилили раствор нитрата серебра.

    1) Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3

    2) PH3 + 2O2 = H3PO4

    3) H3PO4 + 3KOH= K3PO4 + 3H2O

    4) K 3 PO 4 + 3 AgNO 3 = 3 KNO 3 + Ag 3 PO 4

    9 . Дихромат аммония разложили при нагревании. Твёрдый продукт разложения растворили в серной кислоте. К полученному раствору прилили раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. При дальнейшем приливании гидроксида натрия к осадку, он растворился.

    1) (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O

    2) Cr2O3 +3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O

    3) Cr2(SO4)3 + 6NaOH= 3Na2SO4 + 2Cr(OH)3

    4) 2Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3

    10 . Ортофорсфат кальция прокалили с углем и речным песком. Образовавшееся при этом белое светящееся в темноте вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт этой реакции растворили в избытке гидроксида калия. К полученной смеси прилили раствор гидроксида бария.

    1) Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P

    2) 2P + 5Cl2 = 2PCl5

    3) PCl5 + 8KOH= K3PO4 + 5KCl + 4H2O

    4) 2K3PO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2 + 6KOH

    11. Алюминиевый порошок смешали с серой и нагрели. Полученное вещество поместили в воду. Образовавшийся осадок разделили на две части. К одной части прилили соляную кислоту, к другой – раствор гидроксиданатрия до полного растворения осадка.

    1) 2Al + 3S= Al2S3

    2) Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S

    3) Al(OH)3 + 3HCl= AlCl3 + 3H2O

    4) Al(OH)3 + NaOH= Na

    12 . Кремний поместили в раствор гидроксида калия, после окончания реакции к полученному раствору прилили избыток соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Твёрдый продукт прокаливания реагирует с фтороводородом.

    1) Si + 2KOH + H2O= K2SiO3+ 2H2

    2) K2SiO3 + 2HCl = 2KCl + H2SiO3

    3) H2SiO3 = SiO2 + H2O

    4) SiO 2 + 4 HF = SiF 4 + 2 H 2 O

    Мы обсудили общий алгоритм решения задачи №35 (С5). Пришло время разобрать конкретные примеры и предложить вам подборку задач для самостоятельного решения.

    Пример 2 . На полное гидрирование 5,4 г некоторого алкина расходуется 4,48 л водорода (н. у.) Определите молекулярную формулу данного алкина.

    Решение . Будем действовать в соответствии с общим планом. Пусть молекула неизвестного алкина содержит n атомов углерода. Общая формула гомологического ряда C n H 2n-2 . Гидрирование алкинов протекает в соответствии с уравнением:

    C n H 2n-2 + 2Н 2 = C n H 2n+2 .

    Количество вступившего в реакцию водорода можно найти по формуле n = V/Vm. В данном случае n = 4,48/22,4 = 0,2 моль.

    Уравнение показывает, что 1 моль алкина присоединяет 2 моль водорода (напомним, что в условии задачи идет речь о полном гидрировании), следовательно, n(C n H 2n-2) = 0,1 моль.

    По массе и количеству алкина находим его молярную массу: М(C n H 2n-2) = m(масса)/n(количество) = 5,4/0,1 = 54 (г/моль).

    Относительная молекулярная масса алкина складывается из n атомных масс углерода и 2n-2 атомных масс водорода. Получаем уравнение:

    12n + 2n - 2 = 54.

    Решаем линейное уравнение, получаем: n = 4. Формула алкина: C 4 H 6 .

    Ответ : C 4 H 6 .

    Хотелось бы обратить внимание на один существенный момент: молекулярной формуле C 4 H 6 соответствует несколько изомеров, в т. ч., два алкина (бутин-1 и бутин-2). Опираясь на данные задачи, мы не сможем однозначно установить структурную формулу исследуемого вещества. Впрочем, в данном случае этого и не требуется!

    Пример 3 . При сгорании 112 л (н. у.) неизвестного циклоалкана в избытке кислорода образуется 336 л СО 2 . Установите структурную формулу циклоалкана.

    Решение . Общая формула гомологического ряда циклоалканов: С n H 2n . При полном сгорании циклоалканов, как и при горении любых углеводородов, образуются углекислый газ и вода:

    C n H 2n + 1,5n O 2 = n CO 2 + n H 2 O.

    Обратите внимание: коэффициенты в уравнении реакции в данном случае зависят от n!

    В ходе реакции образовалось 336/22,4 = 15 моль углекислого газа. В реакцию вступило 112/22,4 = 5 моль углеводорода.

    Дальнейшие рассуждения очевидны: если на 5 моль циклоалкана образуется 15 моль CO 2 , то на 5 молекул углеводорода образуется 15 молекул углекислого газа, т. е., одна молекула циклоалкана дает 3 молекулы CO 2 . Поскольку каждая молекула оксида углерода (IV) содержит по одному атому углерода, можно сделать вывод: в одной молекуле циклоалкана содержится 3 атома углерода.

    Вывод: n = 3, формула циклоалкана - С 3 Н 6 .

    Как видите, решение этой задачи не "вписывается" в общий алгоритм. Мы не искали здесь молярную массу соединения, не составляли никакого уравнения. По формальным критериям этот пример не похож на стандартную задачу С5. Но выше я уже подчеркивал, что важно не вызубрить алгоритм, а понимать СМЫСЛ производимых действий. Если вы понимаете смысл, вы сами сможете на ЕГЭ внести изменения в общую схему, выбрать наиболее рациональный путь решения.

    В этом примере присутствует еще одна "странность": необходимо найти не только молекулярную, но и структурную формулу соединения. В предыдущей задаче нам этого сделать не удалось, а в данном примере - пожалуйста! Дело в том, что формуле С 3 Н 6 соответствует всего один изомер - циклопропан.

    Ответ : циклопропан.


    Пример 4 . 116 г некоторого предельного альдегида нагревали длительное время с аммиачным раствором оксида серебра. В ходе реакции образовалось 432 г металлического серебра. Установите молекулярную формулу альдегида.

    Решение . Общая формула гомологического ряда предельных альдегидов: C n H 2n+1 COH. Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот, в частности, под действием аммиачного раствора оксида серебра:

    C n H 2n+1 COH + Ag 2 O = C n H 2n+1 COOH + 2Ag.

    Примечание. В действительности, реакция описывается более сложным уравнением. При добавлении Ag 2 O к водному раствору аммиака образуется комплексное соединение OH - гидроксид диамминсеребра. Именно это соединение и выступает в роли окислителя. В ходе реакции образуется аммонийная соль карбоновой кислоты:

    C n H 2n+1 COH + 2OH = C n H 2n+1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

    Еще один важный момент! Окисление формальдегида (HCOH) не описывается приведенным уравнением. При взаимодействии НСОН с аммиачным раствором оксида серебра выделяется 4 моль Ag на 1 моль альдегида:

    НCOH + 2Ag 2 O = CO 2 + H 2 O + 4Ag.

    Будьте осторожны, решая задачи, связанные с окислением карбонильных соединений!

    Вернемся к нашему примеру. По массе выделившегося серебра можно найти количество данного металла: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (моль). В соответствии с уравнением, на 1 моль альдегида образуется 2 моль серебра, следовательно, n(альдегида) = 0,5n(Ag) = 0,5*4 = 2 моль.

    Молярная масса альдегида = 116/2 = 58 г/моль. Дальнейшие действия попробуйте проделать самостоятельно: необходимо составить уравнение решить его и сделать выводы.

    Ответ : C 2 H 5 COH.


    Пример 5 . При взаимодействии 3,1 г некоторого первичного амина с достаточным количеством HBr образуется 11,2 г соли. Установите формулу амина.

    Решение . Первичные амины (С n H 2n+1 NH 2) при взаимодействии с кислотами образуют соли алкиламмония:

    С n H 2n+1 NH 2 + HBr = [С n H 2n+1 NH 3 ] + Br - .

    К сожалению, по массе амина и образовавшейся соли мы не сможем найти их количества (поскольку неизвестны молярные массы). Пойдем по другому пути. Вспомним закон сохранения массы: m(амина) + m(HBr) = m(соли), следовательно, m(HBr) = m(соли) - m(амина) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

    Обратите внимание на этот прием, весьма часто используемый при решении C 5. Если даже масса реагента не дана в явной форме в условии задачи, можно попытаться найти ее по массам других соединений.

    Итак, мы вернулись в русло стандартного алгоритма. По массе бромоводорода находим количество, n(HBr) = n(амина), M(амина) = 31 г/моль.

    Ответ : CH 3 NH 2 .


    Пример 6 . Некоторое количество алкена Х при взаимодействии с избытком хлора образует 11,3 г дихлорида, а при реакции с избытком брома - 20,2 г дибромида. Определите молекулярную формулу Х.

    Решение . Алкены присоединяют хлор и бром с образованием дигалогенпроизводных:

    С n H 2n + Cl 2 = С n H 2n Cl 2 ,

    С n H 2n + Br 2 = С n H 2n Br 2 .

    Бессмысленно в данной задаче пытаться найти количество дихлорида или дибромида (неизвестны их молярные массы) или количества хлора или брома (неизвестны их массы).

    Используем один нестандартный прием. Молярная масса С n H 2n Cl 2 равна 12n + 2n + 71 = 14n + 71. М(С n H 2n Br 2) = 14n + 160.

    Массы дигалогенидов также известны. Можно найти количества полученных веществ: n(С n H 2n Cl 2) = m/M = 11,3/(14n + 71). n(С n H 2n Br 2) = 20,2/(14n + 160).

    По условию, количество дихлорида равно количеству дибромида. Этот факт дает нам возможность составить уравнение: 11,3/(14n + 71) = 20,2/(14n + 160).

    Данное уравнение имеет единственное решение: n = 3.

    Ответ : C 3 H 6


    В финальной части предлагаю вам подборку задач вида С5 разной сложности. Попробуйте решить их самостоятельно - это будет отличной тренировкой перед сдачей ЕГЭ по химии!

    Задания С2 ЕГЭ по химии: алгоритм выполнения

    Задания С2 Единого государственного экзамена по химии ("Набор веществ") на протяжении ряда лет остаются самыми сложными заданиями части С. И это не случайно. В этом задании выпускнику надо уметь применять свои знания о свойствах химических веществ, типах химических реакций, а также умения расставлять коэффициенты в уравнениях на примере самых различных, подчас малознакомых веществ. Как же получить максимальное число баллов на этом задании? Один из возможных алгоритмов его выполнения можно представить следующими четырьмя пунктами:

    Рассмотрим подробнее применение этого алгоритма на одном из примеров.

    Задание (формулировка 2011 года):

    Первая проблема, которая возникает при выполнении задания - понять, что скрывается под названиями веществ. Если человек вместо хлорной кислоты пишет формулу соляной, вместо сульфида калия - сульфит, он резко уменьшает количество правильно написанных уравнений реакций. Поэтому знанию номенклатуры надо уделить самое пристальное внимание. Надо учесть, что в задании могут быть использована и тривиальные названия некоторых веществ: известковая вода, железная окалина, медный купорос и т.п.

    Результатом выполнения этого этапа является запись формул предложенного набора веществ.

    Охарактеризовать химические свойства предложенных веществ помогает отнесение их определенной группе или классу. При этом для каждого вещества нужно дать характеристики в двух направлениях. Первая - кислотно-основная, обменная характеристика, определяющая возможность вступать в реакции без изменения степени окисления.

    По кислотно-основным свойствам веществ можно выделить вещества кислотной природы (кислоты, кислотные оксиды, кислые соли), основной природы (основания, основные оксиды, основные соли), амфотерные соединения, средние соли . При выполнении задания эти свойства можно обозначать сокращенно: "К ", "О ", "А ", "С "

    По окислительно-восстановительным свойствам вещества можно классифицировать на окислители и восстановители . Однако часто встречаются вещества, проявляющие окислительно-восстановительную двойственность (ОВД). Такая двойственность может иметь своей причиной то, что один из элементов находится в промежуточной степени окисления. Так, для азота характерна шкала окисления от -3 до +5. Поэтому для нитрита калия KNO 2 , где азот находится в степени окисления +3, характерны свойства и окислителя и восстановителя. Кроме того, в одном соединении атомы разных элементов могут проявлять разные свойства, в результате вещество в целом тоже проявляет ОВД . Примером может служить соляная кислота, которая может быть и окислителем, за счет иона H + и восстановителем, за счет хлорид-иона.

    Двойственность не означает одинаковости свойств. Как правило, либо окислительные, либо восстановительные свойства преобладают. Существуют и вещества для которых окислительно-восстановительные свойства нехарактерны. Это наблюдается в том случае, когда атомы всех элементов находятся в своих самых устойчивых степенях окисления. Примером может служить, например, фторид натрия NaF. И, наконец, окислительно-восстановительные свойства вещества могут сильно зависеть от условий, среды при которой проводится реакция. Так, концентрированная серная кислота - сильный окислитель за счет S +6 , а та же кислота в растворе - окислитель средней силы за счет иона H +

    Эта характеристика тоже может указываться сокращенно "Ок ","Вс ","ОВД ".

    Определим характеристики веществ в нашем задании:
    - хромат калия, соль, окислитель (Cr +6 - высшая степень окисления)
    - серная кислота, раствор: кислота, окислитель (H +)
    - сульфид натрия: соль, восстановитель (S -2 - низшая степень окисления)
    - сульфат меди(II), соль, окислитель (Cu +2 - высшая степень окисления)

    Кратко это можно было записать так:

    С, Ок (Cr +6)

    К, ок (H +)

    С, Вс (S -2)

    С, ок (Cu +2

    На этом этапе надо определить, какие реакции возможны между конкретными веществами, а также возможные продукты этих реакций. Помогут в этом уже определенные характеристики веществ. Поскольку для каждого вещества мы дали две характеристики, то нужно рассматривать возможность двух групп реакций: обменных, без изменения степени окисления и ОВР.

    Между веществами основной и кислотной природы характерна реакция нейтрализации , обычным продуктом которой является соль и вода (при реакции двух оксидов - только соль). В этой же реакции в роли кислоты или основания могут участвовать амфотерные соединения. В некоторых, достаточно редких случаях, реакция нейтрализации оказывается невозможной, на что обычно указывает прочерк в таблице растворимости. Причиной этого является либо слабость проявления кислотных и основных свойств у исходных соединений, либо протекание окислительно-восстановительной реакции между ними (например: Fe 2 O 3 + HI).

    Кроме реакций соединения между оксидами, нужно учитывать также возможность реакции соединения оксидов с водой. В нее вступают многие кислотные оксиды и оксиды наиболее активных металлов, а продуктами являются соответствующие растворимые кислоты и щелочи. Однако вода редко дается как отдельное вещество в задании С2.

    Для солей характерна реакция обмена , в которую они могут вступать как между собой, так и с кислотами и со щелочами. Как правило, она протекает в растворе, и критерием возможности ее протекания служит правило РИО - выпадение осадка, выделение газа, образование слабого электролита. В отдельных случаях реакция обмена между солями может осложняться реакцией гидролиза , в результате которого образуются основные соли. Препятствовать реакции обмена может полный гидролиз соли или окислительно-восстановительное взаимодействие между ними. На особый характер взаимодействия солей указывает прочерк в таблице растворимости для предполагаемого продукта.

    Отдельно реакция гидролиза может быть зачтена как правильный ответ на задание С2, если в наборе веществ дана вода и соль, подвергающаяся полному гидролизу (Al 2 S 3).

    Нерастворимые соли могут вступать в реакции обмена обычно только с кислотами. Возможна также реакция нерастворимых солей с кислотами с образованием кислых солей (Ca 3 (PO 4) 2 + H 3 PO 4 => Ca(H 2 PO 4) 2)

    Еще одна сравнительно редко встречающаяся реакция, это реакция обмена между солью и кислотным оксидом. При этом более летучий оксид вытесняется менее летучим (CaСO 3 + SiO 2 => CaSiO 3 + CO 2).

    В окислительно-восстановительные реакции могут вступать окислители и восстановители. Возможность этого определяется силой их окислительно-восстановительных свойств. В некоторых случаях возможность протекания реакции можно определить с помощью ряда напряжений металлов (реакции металлов с растворами солей, кислотами). Иногда относительную силу окислителей можно оценить, используя закономерности Периодической системы (вытеснение одного галогена другим). Однако чаще всего здесь потребуется знание конкретного фактического материала, свойств наиболее характерных окислителей и восстановителей (соединений марганца, хрома, азота, серы...), тренировка в написании уравнений ОВР.

    Также сложно бывает определить и возможные продукты ОВР. В общем случае можно предложить два правила, помогающие сделать выбор:
    - продукты реакции не должны взаимодействовать с исходными веществами, со средой , в которой проводится реакция: если в пробирку налили серную кислоту, там не может получиться КОН, если реакция проводится в водном растворе, там не выпадет в осадок натрий;
    - продукты реакции не должны взаимодействовать между собой : в пробирке не может одновременно получиться CuSO 4 и КОН, Cl 2 и KI.

    Следует учитывать и такой вид ОВР, как реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления). Такие реакции возможны для веществ, где элемент находится в промежуточной степени окисления, а значит, может одновременно и окисляться и восстанавливаться. Второй участник такой реакции выполняет роль среды. Примером может служить диспропорционирование галогенов в щелочной среде.

    Химия тем сложна и интересна, что дать общие рецепты на все случаи жизни в ней невозможно. Поэтому наряду с этими двумя группами реакций можно назвать еще одну: специфические реакции отдельных веществ. Успешность написания таких уравнений реакций будет определяться фактическими знаниями химии отдельных химических элементов и веществ.

    В прогнозировании реакций для конкретных веществ желательно соблюдать определенный порядок, чтобы не пропустить какой-либо реакции. Можно использовать подход, представленный следующей схемой:

    Рассматриваем возможность реакций первого вещества с тремя другими веществами (зеленые стрелки), затем рассматриваем возможность реакций второго вещества с двумя оставшимися (синие стрелки), и, наконец, рассматриваем возможность взаимодействия третьего вещества с последним, четвертым (красная стрелка). Если в наборе будет пять веществ, стрелок будет больше, но часть их в процессе анализа будет зачеркнута.

    Итак, для нашего набора, первое вещество:
    - K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 , ОВР невозможна (два окислителя), обычная реакция обмена тоже невозможна, т.к. предполагаемые продукты растворимы. Здесь мы сталкиваемся со специфичной реакцией: хроматы при взаимодействии с кислотами образуют дихроматы: => K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
    - K 2 CrO 4 + Na 2 S , реакция обмена также невозможна, т.к. предполагаемые продукты растворимы. А вот наличие здесь окислителя и восстановителя позволяют сделать вывод о возможности ОВР. При ОВР S -2 окислится до серы, Cr +6 восстановится до Cr +3 , в нейтральной среде это мог бы быть Cr(OH) 3 . Однако одновременно в растворе образуется КОН. Учитывая амфотерность Cr(OH) 3 и правило, что продукты реакции не должны реагировать друг с другом, приходим к выбору следующих продуктов: => S + K + KOH
    - K 2 CrO 4 + CuSO 4 , а вот здесь, возможна реакция обмена между солями, т.к. большинство хроматов нерастворимо в воде: => K 2 SO 4 + CuCrO 4

    Второе вещество:
    - H 2 SO 4 + Na 2 S , ион водорода недостаточно сильный окислитель, чтобы окислить сульфид-ион, ОВР невозможна. Зато возможна реакция обмена, приводящая к образованию слабого электролита и газообразного вещества: => H 2 S + Na 2 SO 4 ;
    - H 2 SO 4 + CuSO 4 - здесь никаких явных реакций нет.

    Третье вещество:
    - Na 2 S + CuSO 4 , ион меди тоже недостаточно сильный окислитель, чтобы окислить сульфид-ион, ОВР невозможна. Реакция обмена между солями приведет к образованию нерастворимого сульфида меди: => CuS + Na 2 SO 4 .

    Результатом третьего этапа должно стать несколько схем возможных реакций. Возможные проблемы:
    - реакций слишком много . Поскольку эксперты все равно оценят только четыре первых уравнения реакций, нужно выбрать самые простые реакции, в протекании которых Вы уверены на все 100%, и отбросить слишком сложные, или те, в которых вы не слишком уверены. Так в нашем случае можно было набрать максимальное число баллов и не зная специфичной реакции перехода хроматов в дихроматы. А если вы знаете эту не слишком сложную реакцию, то можно отказаться от уравнивания достаточно сложной ОВР, оставив только простые реакции обмена.
    - реакций мало, меньше четырех . Если при анализе реакций пар веществ число реакций оказалось недостаточным, можно рассмотреть возможность взаимодействия трех веществ. Обычно это ОВР, в которых может принимать участие и третье вещество - среда, причем в зависимости от среды продукты реакции могут быть различны. Так в нашем случае, если бы найденных реакций не хватало, можно было дополнительно предложить взаимодействие хромата калия с сульфидом натрия в присутствии серной кислоты. Продуктами реакции в этом случае были бы сера, сульфат хрома(III) и сульфат калия.
    Если состояние веществ четко не указано, например, просто сказано "серная кислота" вместо "раствор (подразумевается разбавленный) серной кислоты", можно проанализировать возможность реакций вещества в разных состояниях. В нашем случае, мы могли бы учесть, что концентрированная серная кислота - сильный окислитель за счет S +6 , и может вступать с сульфидом натрия в ОВР с образованием сернистого газа SO 2 .
    Наконец, можно учесть возможность протекания реакции по-разному в зависимости от температуры, или от соотношения количеств веществ. Так, взаимодействие хлора со щелочью может на холоду давать гипохлорит, а при нагревании хлорат калия, хлорид алюминия при реакции со щелочью может дать и гидроксид алюминия, и гидроксоалюминат. Все это позволяет для одного набора исходных веществ написать не одно, а два уравнения реакций. Но надо учитывать, что это противоречит условию задания: "между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов ". Поэтому, будут ли все такие уравнения зачтены, зависит от конкретного набора веществ и усмотрения эксперта.

    Дмитрий Иванович Менделеев открыл периодический закон, согласно которому свойства элементов и образуемых ими изменяются периодически. Данное открытие было графически отображено в таблице Менделеева. По таблице очень хорошо и наглядно видно, как свойства элементов изменяются по периоду, после чего повторяются в следующем периоде.

    Для решения задания №2 ЕГЭ по химии нам всего лишь нужно понять и запомнить, какие свойства элементов в каких направлениях изменяются и как.

    Всё это отображено на рисунке ниже.

    Слева направо растут электроотрицательность, неметаллические свойства, высшие степени окисления и т.д. А металлические свойства и радиусы уменьшаются.

    Сверху вниз наоборот: растут металлические свойства и радиусы атомов, а электроотрицательность падает. Высшая степень окисления, соответствующая количеству электронов на внешнем энергетическом уровне, в этом направлении не меняется.

    Разберём на примерах.

    Пример 1. В ряду элементов Na→Mg→Al→Si
    А) уменьшаются радиусы атомов;
    Б) уменьшается число протонов в ядрах атомов;
    В) увеличивается число электронных слоёв в атомах;
    Г) уменьшается высшая степень окисления атомов;

    Если посмотреть в таблицу Менделеева, то мы увидим, что все элементы данного ряда находятся в одном периоде и перечислены в том порядке, как они стоят в таблице с лева направо. Что бы ответить на вопрос такого рода нужно просто знать несколько закономерностей изменений свойств в периодической таблице. Так слева направо по периоду металлические свойства падают, неметаллические растут, электроотрицательность растёт, энергия ионизации растёт, радиус атомов уменьшается. По группе сверху вниз металлические и восстановительные свойства растут, электроотрицательность падает, энергия ионизации уменьшается, радиус атомов растёт.

    Если вы были внимательны, то уже поняли, что в данном случае уменьшаются радиусы атомов. Ответ А.

    Пример 2. В порядке усиления окислительных свойств элементы расположены в ряду:
    А. F→O→N
    Б. I→Br→Cl
    В. Cl→S→P
    Г. F→Cl→Br

    Как вы знаете, в периодической таблице Менделеева окислительные свойства растут слева направо по периоду и снизу вверх по группе. В варианте Б как раз приведены элементы одной группы в порядке снизу вверх. Значит Б подходит.

    Пример 3. Валентность элементов в высшем оксиде увеличивается в ряду:
    А. Cl→Br→I
    Б. Cs→K→Li
    В. Cl→S→P
    Г. Al→C→N

    В высших оксидах элементы проявляют свою высшую степень окисления, которая будет совпадать с валентностью. А высшая степень окисления растёт слева направо по таблице. Смотрим: в первом и втором вариантах нам даны элементы, находящиеся в одних группах, там высшая степень окисления и соответственно валентность в оксидах не меняется. Cl→S→P – расположены справа налево, то есть у них наоборот валентность в высшем оксиде будет падать. А вот в ряду Al→C→N элементы расположены слева – направо, валентность в высшем оксиде увеличивается у них. Ответ: Г

    Пример 4. В ряду элементов S→Se→Te
    А) увеличивается кислотность водородных соединений;
    Б) увеличивается высшая степень окисления элементов;
    В) увеличивается валентность элементов в водородных соединениях;
    Г) уменьшается число электронов на внешнем уровне;

    Сразу смотрим на расположение этих элементов в таблице Менделеева. Сера, селен и теллур находятся в одной группе, одной подгруппе. Приведены в порядке сверху вниз. Смотрим еще раз на диаграмму выше. Сверху вниз в периодической таблице растут металлические свойства, растут радиусы, падает электроотрицательность, энергия ионизации и неметаллические свойства, количество электронов на внешнем уровне не меняется. Вариант Г сразу исключаем. Если число внешних электронов не меняется, то валентные возможности и высшая степень окисления тоже не меняется, Б и В - исключаем.

    Остаётся вариант А. Проверяем для порядка. По схеме Косселя сила безкислородных кислот возрастает с уменьшением степени окисления элемента и увеличением радиуса его иона. Степень окисления у всех трёх элементов одинаковая в водородных соединениях, а вот радиус сверху вниз растёт, значит и сила кислот растёт.
    Ответ – А.

    Пример 5. В порядке ослабления основных свойств оксиды расположены в ряду:
    А. Na 2 O→K 2 O→Rb 2 O
    Б. Na 2 O→MgO→Al 2 O 3
    В. BeO→BaO→CaO
    Г. SO 3 →P 2 O 5 →SiO 2

    Основные свойства оксидов ослабевают синхронно с ослабление металлических свойств элементов их образующих. А Ме- свойства ослабевают слева направо или снизу вверх. Na, Mg и Al как раз располагаются слева направо. Ответ Б.

mob_info