В прошлой нашей статье мы поговорили о базовых заданиях в ЕГЭ по химии 2018 года. Теперь, нам предстоит более подробно разобрать задания повышенного (в кодификаторе ЕГЭ по химии 2018 года — высокий уровень сложности) уровня сложности, ранее именуемые частью С.
К заданиям повышенного уровня сложности относится всего пять (5) заданий — №30,31,32,33,34 и 35. Рассмотрим темы заданий, как к ним готовиться и как решать сложные задания в ЕГЭ по химии 2018 года.
Направлено на проверку знаний ученика об окислительно-восстановительных реакциях (ОВР). В задании всегда даётся уравнение химической реакции с пропусками веществ с любой из сторон реакции (левая сторона — реагенты, правая сторона — продукты). За это задание можно получить максимум три (3) балла. Первый балл даётся за правильное заполнение пропусков в реакции и правильное уравнивание реакции (расстановка коэффициентов). Второй балл можно получить, верно расписав баланс ОВР, и последний балл даётся за верное определение кто является в реакции окислителем, а кто восстановителем. Разберём решение задания №30 из демоверсии ЕГЭ по химии 2018 года:
Na 2 SO 3 + … + KOH à K 2 MnO 4 + … + H 2 O
Определите окислитель и восстановитель.
Первое, что необходимо сделать — расставить заряды у атомов указанных в уравнении, получается:
Na + 2 S +4 O 3 -2 + … + K + O -2 H + à K + 2 Mn +6 O 4 -2 + … + H + 2 O -2
Часто после этого действия, мы сразу видим первую пару элементов, которая изменила степень окисления (СО), то есть с разных сторон реакции, у одного и того же атома, различная степень окисления. В конкретно этом задании, мы не наблюдаем подобного. Поэтому необходимо воспользоваться дополнительными знаниями, а именно, с левой стороны реакции, мы видим гидроксид калия (КОН ), наличие которого сообщает нам, о том, что реакция протекает в щелочной среде. С правой стороны, мы видим манганат калия, а мы знаем, что в щелочной среде реакции, манганат калия получается из перманганата калия, следовательно, пропуск с левой стороны реакции — перманганат калия (KMnO 4 ). Получается, что слева у нас был марганец в СО +7, а справа в СО +6, значит мы можем написать первую часть баланса ОВР:
Mn +7 +1 e — à Mn +6
Теперь, мы можем предположить, а что же должно еще произойти в реакции. Если марганец получает электроны, значит кто-то должен был их ему отдать (соблюдаем закон сохранения массы). Рассмотрим все элементы с левой стороны реакции: водород, натрий и калий уже в СО +1, которая является для них максимальной, кислород не будет отдавать свои электроны марганцу, а значит остается сера в СО +4. Делаем вывод, что сера отдаём электроны и переходит в состояние серы со СО +6. Теперь мы можем написать вторую часть баланса:
S +4 -2 e — à S +6
Глядя на уравнение, мы видим, что справой стороны, нигде нет серы и натрия, а значит они должны быть в пропуске, и логичным соединением для его заполнения является сульфат натрия (NaSO 4 ).
Теперь баланс ОВР написан (получаем первый балл) и уравнение приобретает вид:
Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOH à K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
| Mn +7 +1 e — à Mn +6 | 1 | 2 |
| S +4 -2e — à S +6 | 2 | 1 |
Важно, в этом месте сразу написать, кто является окислителем, а кто восстановителем, поскольку ученики часто концентрируют внимание на том, чтобы уравнять уравнение и просто забывают сделать эту часть задания, тем самым теряя балл. ПО определению, окислитель — это та частица, которая получает электроны (в нашем случае марганец), а восстановитель — это та частица, которая отдаёт электроны (в нашем случае сера), таким образом мы получаем:
Окислитель: Mn +7 (KMnO 4 )
Восстановитель: S +4 (Na 2 SO 3 )
Здесь нужно помнить, что мы указываем то состояние частиц, в котором они были когда стали проявлять свойства окислителя или восстановителя, а не те состояния, в которые они пришли в результате ОВР.
Теперь, чтобы получить последний балл, необходимо правильно уравнять уравнение (расставить коэффициенты). Используя баланс, мы видим, что для того, чтобы она сера +4, перешла в состояние +6, два марганца +7, должны стать марганцем +6, а значим мы ставим 2 перед марганцем:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + KOH à 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
Теперь мы видим, что справа у нас 4 калия, а слева только три, значит нужно поставить 2 перед гидроксидом калия:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOH à 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
В итоге, правильный ответ на задание №30 выглядит следующим образом:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOH à 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
| Mn +7 +1e — à Mn +6 | 1 | 2 |
| S +4 -2e — à S +6 | 2 | 1 |
Окислитель: Mn +7 (KMnO 4)
Восстановитель: S +4 (Na 2 SO 3 )
Это цепочка неорганических превращений. Для успешного выполнения этого задания, необходимо хорошо разбираться в реакциях характерных для неорганических соединений. Задание состоит из четырёх (4) реакций, за каждую из которых, можно получить по одному (1) баллу, суммарно за задание можно получить четыре (4) балла. Важно помнить правила оформления задания: все уравнения должны быть уравнены, даже если ученик написал уравнение верно, но не уравнял, он не получит балл; не обязательно решать все реакции, можно сделать одну и получить один (1) балл, две реакции и получить два (2) балла и т.д., при этом не обязательно выполнять уравнения строго по порядку, например, ученик может сделать реакцию 1 и 3, значит так и нужно поступить, и получить при этом два (2) балла, главное указать, что это реакции 1 и 3. Разберём решение задания №31 из демоверсии ЕГЭ по химии 2018 года:
Железо растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Полученную соль обработали избытком раствора гидрооксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество нагрели с железом.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Для удобства решения, на черновике, можно составить следующую схему:
Для выполнения задания, безусловно, нужно знать все предложенные реакции. Однако, в условии всегда есть скрытые подсказки (концентрированная серная кислота, избыток натрия гидроксида, бурый осадок, прокалили, нагрели с железом). Например, ученик не помнит, что происходит с железом при взаимодействии с конц. серной кислотой, но он помнит, что бурый осадок железа, после обработки щелочью, это скорее всего гидроксид железа 3 (Y = Fe (OH ) 3 ). Теперь у нас появляется возможность, подставив Y в написанную схему, попытаться сделать уравнения 2 и 3. Последующие действия являются сугубо химическими, поэтому мы не будем расписывать их так подробно. Ученик должен помнить, что нагревание гидроксида железа 3 приводит к образованию оксида железа 3 (Z = Fe 2 O 3 ) и воды, а нагревание оксида железа 3 с чистым железом приведёт их к срединному состоянию — оксиду железа 2 (FeO ). Вещество Х являющееся соль, полученной после реакции с серной кислотой, при этом дающее после обработки щелочью гидроксид железа 3, будет являться сульфатом железа 3 (X = Fe 2 (SO 4 ) 3 ). Важно не забывать уравнивать уравнения. В итоге, правильный ответ на задание №31 выглядит следующим образом:
| 1) 2Fe + 6H 2 SO 4 (k) à Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O |
| 2) Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH (изб) à 2Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 |
| 3) 2Fe(OH) 3 à Fe 2 O 3 + 3H 2 O |
| 4) Fe 2 O 3 + Fe à 3FeO |
Очень похоже на задание №31, только в нём даётся цепочка органических превращений. Требования оформления и логика решения аналогичны заданию №31, единственное отличие заключается в том, что в задании №32 даётся пять (5) уравнений, а значит, всего можно набрать пять (5) баллов. В силу схожести с заданием №31 мы не будет рассматривать его подробно.
Расчётная задача, для её выполнения необходимо знать основные расчётные формулы, уметь пользоваться калькулятором и проводить логические параллели. За задание №33 можно получить четыре (4) балла. Рассмотрим часть решения задания №33 из демоверсии ЕГЭ по химии 2018 года:
Определите массовые доли (в %) сульфата железа (II) и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г этой смеси водой выделился газ, который полностью прореагировал с 960 г 5%-ного раствора сульфата меди.В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Первый (1) балл мы получаем за написание реакций, которые происходят в задаче. Получение именно этого балла зависит от знаний химии, остальные три (3) балла можно получить только благодаря расчётам, поэтому, если у ученика проблемы с математикой, он должен получить за выполнение задания №33 минимум один (1) балл:
| Al 2 S 3 + 6H 2 O à 2Al(OH) 3 + 3H 2 S |
| CuSO 4 + H 2 S à CuS + H 2 SO 4 |
Поскольку дальнейшие действия являются сугубо математическими, мы не станем здесь из разбирать. Подборный разбор вы можете посмотреть на нашем YouTube канале (ссылка на видео разбора задания №33).
Формулы, которые потребуются для решения данного задания:
Расчётная задания, отличающаяся от задания №33 следующим:
По сути, задание №34 является обратным по отношению к заданию №33, а значит и логика задания — обратная. За задание №34 можно получить четыре (4) балла, при этом, также, как и в задании №33, только один из них (в 90% случаев) получается за знание химии, остальные 3 (реже 2) балла получаются за математические расчёты. Для успешного выполнения задания №34 необходимо:
Знать общие формулы всех основных классов органических соединений;
Знать основные реакции органических соединений;
Уметь писать уравнение в общем виде.
Еще раз хочется отметить, что необходимые для успешной сдачи ЕГЭ по химии в 2018 году теоретические базы практически не изменились, а значит, что все знания, которые ваш ребенок получал в школе, помогут ему в сдаче экзамена по химии в 2018 году. В нашем центре подготовки к ЕГЭ и ОГЭ Годограф, ваш ребенок получит все необходимые для подготовки теоретические материалы, а на занятиях закрепит полученные знания для успешного выполнения всех экзаменационных заданий. С ним будут работать лучшие преподаватели прошедшие очень большой конкурс и сложные вступительные испытания. Занятия проходят в небольших группах, что позволяет преподавателю уделить время каждому ребенку и сформировать его индивидуальную стратегию выполнения экзаменационной работы.
У нас нет проблем с отсутствием тестов нового формата, наши преподаватели пишут их сами, основываясь на всех рекомендациях кодификатора, спецификатора и демоверсии ЕГЭ по химии 2018 года.
Позвоните сегодня и завтра ваш ребенок скажет вам спасибо!
Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов в основном состоянии содержат один неспаренный электрон.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Ответ:
Ответ: 23
Пояснение:
Запишем электронную формулу для каждого из указанных химических элементов и изобразим электроно-графическую формулу последнего электронного уровня:
1) S: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
2) Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
3) Al: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
4) Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2
5) Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2
Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента-металла. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания восстановительных свойств.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Ответ: 352
Пояснение:
В главных подгруппах таблицы Менделеева металлы расположены под диагональю бор-астат, а также в побочных подгруппах. Таким образом, к металлам из указанного списка относятся Na, Al и Mg.
Металлические и, следовательно, восстановительные свойства элементов возрастают при движении влево по периоду и вниз по подгруппе.
Таким образом, металлические свойства перечисленных выше металлов возрастают в ряду Al, Mg, Na
Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединении с кислородом проявляют степень окисления +4.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Ответ: 14
Пояснение:
Основные степени окисления элементов из представленного списка в сложных веществах:
Сера – «-2», «+4» и «+6»
Натрий Na – «+1» (единственная)
Алюминий Al – «+3» (единственная)
Кремний Si – «-4», «+4»
Магний Mg – «+2» (единственная)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, в которых присутствует ионная химическая связь.
Ответ: 12
Пояснение:
Определить наличие ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав его структурных единиц одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.
Исходя из этого критерия, ионный тип связи имеет место в соединениях KCl и KNO 3 .
Помимо указанного выше признака, о наличии ионной связи в соединении можно говорить, если в составе его структурной единицы содержится катион аммония (NH 4 + ) или его органические аналоги - катионы алкиламмония RNH 3 + , диалкиламония R 2 NH 2 + , триалкиламмония R 3 NH + и тетраалкиламмония R 4 N + , где R - некоторый углеводородный радикал. Например, ионный тип связи имеет место в соединении (CH 3 ) 4 NCl между катионом (CH 3 ) 4 + и хлорид-ионом Cl − .
Установите соответствие между формулой вещества и классом/группой, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Ответ: 241
Пояснение:
N 2 O 3 – оксид неметалла. Все оксиды неметаллов кроме N 2 O, NO, SiO и CO относятся к кислотным.
Al 2 O 3 – оксид металла в степени окисления +3. Оксиды металлов в степени окисления +3,+4, а также BeO, ZnO, SnO и PbO, относятся к амфотерным.
HClO 4 – типичный представитель кислот, т.к. при диссоциации в водном растворе из катионов образуются только катионы Н + :
HClO 4 = H + + ClO 4 —
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует цинк.
1) азотная кислота (р-р)
2) гидроксид железа(II)
3) сульфат магния (р-р)
4) гидроксид натрия (р-р)
5) хлорид алюминия (р-р)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 14
Пояснение:
1) Азотная кислота – сильный окислитель и реагирует со всеми металлами кроме платины и золота.
2) Гидроксид железа (ll) – нерастворимое основание. С нерастворимыми гидроксидами металлы не реагируют вообще, а с растворимыми (щелочами) реагируют только три металла – Be, Zn, Al.
3) Сульфат магния – соль более активного металла, чем цинк, в связи с чем реакция не протекает.
4) Гидроксид натрия – щелочь (растворимый гидроксид металла). С щелочами из металлов работают только Be, Zn, Al.
5) AlCl 3 – соль более активного, чем цинк металла, т.е. реакция невозможна.
Из предложенного перечня веществ выберите два оксида, которые реагируют с водой.
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 14
Пояснение:
Из оксидов с водой реагируют только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также все кислотные оксиды кроме SiO 2 .
Таким образом, подходят варианты ответов 1 и 4:
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
1) бромоводород
3) нитрат натрия
4) оксид серы(IV)
5) хлорид алюминия
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 52
Пояснение:
Солями среди указанных веществ являются только нитрат натрия и хлорид алюминия. Все нитраты, как и соли натрия растворимы, в связи с чем осадок нитрат натрия не может дать в принципе ни с одним из реагентов. Поэтому, солью X может являться только хлорид алюминия.
Распространенная ошибка среди сдающих ЕГЭ по химии это непонимание того, что в водном растворе аммиак образует слабое основание – гидроксид аммония в связи с протеканием реакции:
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 OH
В связи с этим водный раствор аммиака дает осадок при смешении с растворами солей металлов, образующих нерастворимые гидроксиды:
3NH 3 + 3H 2 O + AlCl 3 = Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl
В заданной схеме превращений
Cu X > CuCl 2 Y > CuI
веществами Х и Y являются:
Ответ: 35
Пояснение:
Медь – металл, расположенный в ряду активности правее водорода, т.е. не реагирует с кислотами (кроме H 2 SO 4 (конц.) и HNO 3). Таким образом, образование хлорида меди (ll) возможно в нашем случае только при реакции с хлором:
Cu + Cl 2 = CuCl 2
Иодид-ионы (I —) не могут сосуществовать в одном растворе с ионами двухвалентной меди, т.к. окисляются ими:
Cu 2+ + 3I — = CuI + I 2
Установите соответствие между уравнением реакции и веществом- окислителем в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
|
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ А) H 2 + 2Li = 2LiH Б) N 2 H 4 + H 2 = 2NH 3 В) N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O Г) N 2 H 4 + 2N 2 O = 3N 2 + 2H 2 O |
ОКИСЛИТЕЛЬ |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 1433
Пояснение:
Окислителем в реакции является то вещество, которое содержит элемент, понижающий свою степень окисления
Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА | РЕАГЕНТЫ |
| А) Cu(NO 3) 2 | 1) NaOH, Mg, Ba(OH) 2
2) HCl, LiOH, H 2 SO 4 (р-р) 3) BaCl 2 , Pb(NO 3) 2 , S 4) CH 3 COOH, KOH, FeS 5) O 2 , Br 2 , HNO 3 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 1215
Пояснение:
А) Cu(NO 3) 2 + NaOH и Cu(NO 3) 2 + Ba(OH) 2 – аналогичные взаимодействия. Соль с гидроксидом металла реагирует в том случае если исходные вещества растворимы, а в продуктах есть осадок, газ или малодиссоциирующее вещество. И для первой и для второй реакции оба требования выполняются:
Cu(NO 3) 2 + 2NaOH = 2NaNO 3 + Cu(OH) 2 ↓
Cu(NO 3) 2 + Ba(OH) 2 = Na(NO 3) 2 + Cu(OH) 2 ↓
Cu(NO 3) 2 + Mg – соль с металлом реагирует в том случае, если свободный металл активнее того, что входит в состав соли. Магний в ряду активности расположен левее меди, что говорит о его большей активности, следовательно, реакция протекает:
Cu(NO 3) 2 + Mg = Mg(NO 3) 2 + Cu
Б) Al(OH) 3 – гидроксид металла в степени окисления +3. Гидроксиды металлов в степени окисления +3,+4, а также в качестве исключений гидроксиды Be(OH) 2 и Zn(OH) 2 , относятся к амфотерным.
По определению, амфотерными гидроксидами называют те, которые реагируют с щелочами и почти всеми растворимыми кислотами. По этой причине сразу же можно сделать вывод, что подходит вариант ответа 2:
Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + LiOH (р-р) = Li или Al(OH) 3 + LiOH(тв.) =to=> LiAlO 2 + 2H 2 O
2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
В) ZnCl 2 + NaOH и ZnCl 2 + Ba(OH) 2 – взаимодействие типа «соль + гидроксид металла». Объяснение дано в п.А.
ZnCl 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaCl
ZnCl 2 + Ba(OH) 2 = Zn(OH) 2 + BaCl 2
Следует отметить, что при избытке NaOH и Ba(OH) 2:
ZnCl 2 + 4NaOH = Na 2 + 2NaCl
ZnCl 2 + 2Ba(OH) 2 = Ba + BaCl 2
Г) Br 2 , O 2 – сильные окислители. Из металлов не реагируют только с серебром, платиной, золотом:
Cu + Br 2 t° > CuBr 2
2Cu + O 2 t° > 2CuO
HNO 3 – кислота с сильными окислительными свойствами, т.к. окисляет не катионами водорода, а кислотообразующим элементом – азотом N +5 . Реагирует со всеми металлами кроме платины и золота:
4HNO 3(конц.) + Cu = Cu(NO 3)2 + 2NO 2 + 2H 2 O
8HNO 3(разб.) + 3Cu = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Установите соответствие между общей формулой гомологического ряда и названием вещества, принадлежащего к этому ряду: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 231
Пояснение:
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, которые являются изомерами циклопентана.
1) 2-метилбутан
2) 1,2-диметилциклопропан
3) пентен-2
4) гексен-2
5) циклопентен
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 23
Пояснение:
Циклопентан имеет молекулярную формулу C 5 H 10 . Напишем структурные и молекулярные формулы перечисленных в условии веществ
| Название вещества | Структурная формула | Молекулярная формула |
| циклопентан | C 5 H 10 | |
| 2-метилбутан | C 5 H 12 | |
| 1,2-диметилциклопропан | C 5 H 10 | |
| пентен-2 | C 5 H 10 | |
| гексен-2 | C 6 H 12 | |
| циклопентен | C 5 H 8 |
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, каждое из которых реагирует с раствором перманганата калия.
1) метилбензол
2) циклогексан
3) метилпропан
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 15
Пояснение:
Из углеводородов с водным раствором перманганата калия реагируют те, которые содержат в своей структурной формуле С=С или C≡C связи, а также гомологи бензола (кроме самого бензола).
Таким образом подходит метилбензол и стирол.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с которыми взаимодействует фенол.
1) соляная кислота
2) гидроксид натрия
4) азотная кислота
5) сульфат натрия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 24
Пояснение:
Фенол обладает слабыми кислотными свойствами, выраженными более ярко, чем у спиртов. По этой причине, фенолы в отличие от спиртов реагируют с щелочами:
C 6 H 5 OH + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O
Фенол содержит в своей молекуле гидроксильную группу непосредственно прикрепленную к бензольному кольцу. Гидрокси-группа является ориентантом первого рода, то есть облегчает реакции замещения в орто- и пара-положениях:
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, которые подвергаются гидролизу.
1) глюкоза
2) сахароза
3) фруктоза
5) крахмал
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 25
Пояснение:
Все перечисленные вещества являются углеводами. Из углеводов гидролизу не подвергаются моносахариды. Глюкоза, фруктоза и рибоза являются моносахаридами, сахароза — дисахарид, а крахмал — полисахарид. Следовательно гидролизу подвергаются из указанного списка сахароза и крахмал.
Задана следующая схема превращений веществ:
1,2-дибромэтан → X → бромэтан → Y → этилформиат
Определите, какие из указанных веществ являются веществами Х и Y.
2) этаналь
4) хлорэтан
5) ацетилен
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Ответ: 31
Пояснение:
Установите соответствие между названием исходного вещества и продуктом, который преимущественно образуется при взаимодействии этого вещества с бромом: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2134
Пояснение:
Замещение при вторичном атоме углерода протекает в большей степени, чем при первичном. Таким образом, основным продуктом бромирования пропана является 2-бромпропан, а не 1-бромпропан:
Циклогексан — циклоалкан с размером цикла более 4-х атомов углерода. Циклоалканы с размером цикла более 4-х атомов углерода при взаимодействии с галогенами вступают в реакцию замещения с сохранением цикла:
Циклопропан и циклобутан — циклоалканы с минимальным размером цикла преимущественно вступают в реакции присоединения, сопровождающиеся разрывом цикла:
Замещение атомов водорода при третичном атоме углерода происходит в большей степени, чем при вторичном и первичном. Таким образом, бромирование изобутана протекает преимущественно следующим образом:
Установите соответствие между схемой реакции и органическим веществом, которое является продуктом этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 6134
Пояснение:
Нагревание альдегидов со свежеосажденным гидроксидом меди приводит к окислению альдегидной группы до карбоксильной:
Альдегиды и кетоны восстанавливаются водородом в присутствии никеля, платины или палладия до спиртов:
Первичные и вторичные спирты окисляются раскаленным CuO до альдегидов и кетонов соответственно:
При действии концентрированной серной кислоты на этанол при нагревании возможно образование двух различных продуктов. При нагревании до температуры ниже 140 оС преимущественно протекает межмолекулярная дегидратация с образованием диэтилового эфира, а при нагревании более 140оС — внутримолекулярная, в результате которой образуется этилен:
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, реакция термического разложения которых является окислительно-восстановительной.
1) нитрат алюминия
2) гидрокарбонат калия
3) гидроксид алюминия
4) карбонат аммония
5) нитрат аммония
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 15
Пояснение:
Окислительно-восстановительными называют такие реакции в результате протекания которых химические один или более химических элемента изменяют свою степень окисления.
Реакции разложения абсолютно всех нитратов относятся к окислительно-восстановительным. Нитраты металлов от Mg до Cu включительно разлагаются до оксида металла, диоксида азота и молекулярного кислорода:
Все гидрокарбонаты металлов разлагаются уже при незначительном нагревании (60 о С) до карбоната металла, углекислого газа и воды. При этом изменения степеней окисления не происходит:
Нерастворимые оксиды разлагаются при нагревании. Реакция при этом не является окислительно-восстановительной т.к. ни один химический элемент степень окисления в результате нее не меняет:
Карбонат аммония разлагается при нагревании на углекислый газ, воду и аммиак. Реакция не является окислительно-восстановительной:
Нитрат аммония разлагается на оксид азота (I) и воду. Реакция относится к ОВР:
Из предложенного перечня выберите два внешних воздействия, которые приводят к увеличению скорости реакции азота с водородом.
1) понижение температуры
2) повышение давления в системе
5) использование ингибитора
Запишите в поле ответа номера выбранных внешних воздействий.
Ответ: 24
Пояснение:
1) понижение температуры:
Скорость любой реакции при понижении температуры снижается
2) повышение давления в системе:
Повышение давления увеличивает скорость любой реакции, в которой принимает участие хотя бы одно газообразное вещество.
3) уменьшение концентрации водорода
Уменьшение концентрации всегда снижает скорость реакции
4) увеличение концентрации азота
Увеличение концентрации реагентов всегда повышает скорость реакции
5) использование ингибитора
Ингибиторами называют вещества, которые замедляют скорость реакции.
Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 5251
Пояснение:
А) NaBr → Na + + Br —
За катод между собой конкурируют катионы Na + и молекулы воды.
2H 2 O + 2e — → H 2 + 2OH —
2Cl — -2e → Cl 2
Б) Mg(NO 3) 2 → Mg 2+ + 2NO 3 —
За катод между собой конкурируют катионы Mg 2+ и молекулы воды.
Катионы щелочных металлов, а также магния и алюминия не способны восстановиться в условиях водного раствора ввиду высокой активности. По этой причине вместо них восстанавливаются молекулы воды в соответствии с уравнением:
2H 2 O + 2e — → H 2 + 2OH —
За анод между собой конкурируют анионы NO 3 — и молекулы воды.
2H 2 O — 4e — → O 2 + 4H +
Таким образом, подходит ответ 2 (водород и кислород).
В) AlCl 3 → Al 3+ + 3Cl —
Катионы щелочных металлов, а также магния и алюминия не способны восстановиться в условиях водного раствора ввиду высокой активности. По этой причине вместо них восстанавливаются молекулы воды в соответствии с уравнением:
2H 2 O + 2e — → H 2 + 2OH —
За анод между собой конкурируют анионы Cl — и молекулы воды.
Анионы, состоящие из одного химического элемента (кроме F —) выигрывают конкуренцию у молекул воды за окисление на аноде:
2Cl — -2e → Cl 2
Таким образом подходит вариант ответа 5 (водород и галоген).
Г) CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 2-
Катионы металлов правее водорода в ряду активности легко восстанавливаются в условиях водного раствора:
Cu 2+ + 2e → Cu 0
Кислотные остатки, содержащие кислотообразующий элемент в высшей степени окисления, проигрывают конкуренцию молекулам воды за окисление на аноде:
2H 2 O — 4e — → O 2 + 4H +
Таким образом подходит вариант ответа 1 (кислород и металл).
Установите соответствие между названием соли и средой водного раствора этой соли: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3312
Пояснение:
А) сульфат железа(III) — Fe 2 (SO 4) 3
образован слабым «основанием» Fe(OH) 3 и сильной кислотой H 2 SO 4 . Вывод — среда кислая
Б) хлорид хрома(III) — CrCl 3
образован слабым «основанием» Cr(OH) 3 и сильной кислотой HCl. Вывод — среда кислая
В) сульфат натрия — Na 2 SO 4
Образован сильным основанием NaOH и сильной кислотой H 2 SO 4 . Вывод — среда нейтральная
Г) сульфид натрия — Na 2 S
Образован сильным основанием NaOH и слабой кислотой H 2 S. Вывод — среда щелочная.
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
СO (г) + Cl 2(г) СOCl 2(г) + Q
и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3113
Пояснение:
Смещение равновесия при внешнем воздействии на систему происходит таким образом, чтобы минимизировать эффект от этого внешнего воздействия (принцип Ле Шателье).
А) Увеличение концентрации CO приводит к смещению равновесия в сторону прямой реакции, поскольку в результате нее уменьшается количество CO.
Б) Повышение температуры будет смещать равновесие в сторону эндотермической реакции. Поскольку прямая реакция является экзотермической (+Q), то равновесие будет смещаться в сторону обратной реакции.
В) Понижение давления будет смещать равновесие в сторону той реакции в результате которой происходит увеличение количества газов. В результате обратной реакции образуется больше газов, чем в результате прямой. Таким образом, равновесие сместится в сторону обратной реакции.
Г) Увеличение концентрации хлора приводит к смещению равновесия в сторону прямой реакции, поскольку в результате нее уменьшается количество хлора.
Установите соответствие между двумя веществами и реагентом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
|
ВЕЩЕСТВА А) FeSO 4 и FeCl 2 Б) Na 3 PO 4 и Na 2 SO 4 В) KOH и Ca(OH) 2 Г) KОН и KCl |
РЕАГЕНТ |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3454
Пояснение:
Различить два вещества с помощью третьего можно только в том случае, если эти два вещества по-разному с ним взаимодействуют, и, главное, эти отличия внешне различимы.
А) Растворы FeSO 4 и FeCl 2 можно различить с помощью раствора нитрата бария. В случае FeSO 4 происходит образование белого осадка сульфата бария:
FeSO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + FeCl 2
В случае FeCl 2 никаких видимых признаков взаимодействия нет, поскольку реакция не протекает.
Б) Растворы Na 3 PO 4 и Na 2 SO 4 можно различить с помощью раствора MgCl 2 . Раствор Na 2 SO 4 в реакцию не вступает, а в случае Na 3 PO 4 выпадает белый осадок фосфата магния:
2Na 3 PO 4 + 3MgCl 2 = Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 6NaCl
В) Растворы KOH и Ca(OH) 2 можно различить с помощью раствора Na 2 CO 3 . KOH с Na 2 CO 3 не реагирует, а Ca(OH) 2 дает с Na 2 CO 3 белый осадок карбоната кальция:
Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaOH
Г) Растворы KОН и KCl можно различить с помощью раствора MgCl 2 . KCl с MgCl 2 не реагирует, а смешение растворов KОН и MgCl 2 приводит к образованию белого осадка гидроксида магния:
MgCl 2 + 2KОН = Mg(OH) 2 ↓ + 2KCl
Установите соответствие между веществом и областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2331
Пояснение:
Аммиак — используется в производстве азотистых удобрений. В частности, аммиак является сырьем для производства азотной кислоты, из которой в свою очередь получают удобрения — натриевую, калиевую и аммиачную селитры (NaNO 3 , KNO 3 , NH 4 NO 3).
Тетрахлорид углерода и ацетон используются в качестве растворителей.
Этилен используется для получения высокомолекулярных соединений (полимеров), а именно полиэтилена.
| Ответом к заданиям 27–29 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, соблюдая при этом указанную степень точности. Затем перенесите это число в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
В реакцию, термохимическое уравнение которой
MgO (тв.) + CO 2(г) → MgCO 3(тв.) + 102 кДж, вступило 88 г углекислого газа. Какое количество теплоты выделится при этом? (Запишите число с точностью до целых.) Ответ: ___________________________ кДж. Ответ: 204 Пояснение: Рассчитаем количество вещества углекислого газа: n(CO 2) = n(CO 2)/ M(CO 2) = 88/44 = 2 моль, Согласно уравнению реакции, при взаимодействии 1 моль CO 2 с оксидом магния выделяется 102 кДж. В нашем случае, количество углекислого газа составляет 2 моль. Обозначив количество теплоты, выделившейся при этом как x кДж можно записать следующую пропорцию: 1 моль CO 2 – 102 кДж 2 моль CO 2 – x кДж Следовательно, справедливо уравнение: 1 ∙ x = 2 ∙ 102 Таким образом, количество теплоты, которая выделится при участии в реакции с оксидом магния 88 г углекислого газа составляет 204 кДж. Определите массу цинка, который вступает в реакцию с соляной кислотой для получения 2,24 л (н.у.) водорода. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ: ___________________________ г. Ответ: 6,5 Пояснение: Запишем уравнение реакции: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 Рассчитаем количество вещества водорода: n(H 2) = V(H 2)/V m = 2,24/22,4 = 0,1 моль. Поскольку в уравнении реакции перед цинком и водородом стоят равные коэффициенты, это означает, что и количества веществ цинка, вступившего в реакцию и водорода, образовавшегося в результате нее, также равны, т.е. n(Zn) = n(H 2) = 0,1 моль, следовательно: m(Zn) = n(Zn) ∙ M(Zn) = 0,1 ∙ 65 = 6,5 г.
|
Курысева Надежда Геннадьевна
учитель химии высшей категории, МОУ СОШ №36 г. Владимир
На факультативных занятиях, в основном, отрабатываются задания части С.
Для этого мы предлагаем подборку заданий из вариантов открытых КИМов прошлых лет.
Можно отрабатывать умения, выполняя задания части С в любой последовательности. Однако мы придерживаемся следующего порядка: вначале решаем задачи С5 и выполняем цепочки С3. (Подобные задания выполнялись учащимися в X классе.) Таким образом закрепляются, система-тизируются и совершенствуются знания и умения учащихся по органической химии.
После изучения темы «Растворы» переходим к решению задач С4 . В теме «Окислительно-восстановительные реакции» знакомим учащихся с методом ионно-электронного баланса (метод полуреакций), а затем отрабатываем умение писать окислительно-восстановительные реакции заданий С1 и С2.
Предлагаем на конкретных примерах посмотреть выполнение отдельных заданий части С .
Задания части С1 проверяют умение составлять уравнения окисли-тельно-восстановительных реакций. Сложность состоит в том, что некото-рые реагенты или продукты реакции пропущены. Учащиеся, логически рас-суждая, должны их определить. Предлагаем два варианта выполнения таких заданий: первый - логические рассуждения и нахождение недостающих ве-ществ; второй - написание уравнения методом ионно-электронного баланса (метод полуреакций - см. приложение №3), а затем составление традицион-ного электронного баланса, т.к. это и требуется от экзаменующегося. В раз-ных случаях учащиеся сами определяют, каким способом предпочтительнее вос-пользоваться. Для обоих вариантов просто необходимо хорошо знать ос-нов-ные окислители и восстановители, а также их продукты. Для этого пред-лагаем учащимся таблицу«Окислители и восста-новители», знакомим с нею (приложение №3).
Предлагаем выполнение задания с использованием первого способа.
Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции P + HNO 3 → NO 2 + … Определите окислитель и восстановитель.
Азотная кислота - сильный окислитель, следовательно, простое вещество фосфор - восстановитель. Запишем электронный баланс:
HNO 3 (N +5) - окислитель, Р - восстановитель.
Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции K 2 Cr 2 O 7 + … + H 2 SO 4 → I 2 + Cr 2 ( SO 4 ) 3 + … + H 2 O . Определите окислитель и восстановитель.
K 2 Cr 2 O 7 -окислитель, т. к. хром в высшей степени окисления +6, H 2 SO 4 - среда, следовательно, пропущен восстановитель. Логично предположить, что это ион I - . Запишем электронный баланс:
K 2 Cr 2 O 7 (Cr +6) - окислитель, KI (I -1) - восстановитель.
Наиболее сложные задания С2. Они ориентированы на проверку усвое-ния знаний о химических свойствах неорганических веществ, взаимосвязи веществ различных классов, об условиях необратимого протекания обменных и окислительно-восстановительных реакций и наличия навыков составления уравнений реакций. Выполнение этого задания предусматривает анализ свойств неорганических веществ различных классов, установление генетиче-ской связи между заданными веществами и применение умений составлять уравнения химических реакций с соблюдением правила Бертолле и окисли-тельно-восстановительных реакций.
Задание. Даны водные растворы: хлорида железа (III ), иодида натрия, бихромата натрия, серной кислоты и гидроксида цезия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.
Среди предложенных веществ есть кислота и щелочь. Записываем первое уравнение реакции: 2 CsOH + H 2 SO 4 = Cs 2 SO 4 + 2H 2 O.
Находим обменный процесс, идущий с выпадением осадка нераство-римого основания. FeCl 3 + 3CsOH = Fe(OH) 3 ↓ + 3CsCl.
В теме «Хром» изучаются реакции превращения бихроматов в хроматы в щелочной среде.Na 2 Cr 2 O 7 + 2CsOH = Na 2 CrO 4 + Cs 2 CrO 4 + H 2 O.
Проанализируем возможность протекания окислительно-восстанови-тельного процесса. FeCl 3 проявляет окислительные свойства, т.к. железо в высшей степени окисления +3, NaI - восстановитель за счет йода в низшей степени окисления -1.
Используя методику написания окислительно-восстановительных реак-ций, рассмотренную при выполнении заданий части С1 , запишем:
2FeCl 3 + 2NaI = 2NaCl + 2FeCl 2 + I 2
|
Fe +3 + 1e - →Fe +2 2I -1 - 2 e - →I 2 |
Продолжаем обсуждать решение задачи вида С1 (№ 30), которая обязательно встретится всем, кто будет сдавать ЕГЭ по химии. В первой части статьи мы изложили общий алгоритм решения задачи 30, во второй части разобрали несколько достаточно сложных примеров.
Третью часть начнем с обсуждения типичных окислителей и восстановителей и их превращений в различных средах.
Хотелось бы напомнить несколько моментов, связанных с понятием степени окисления . Мы уже отмечали, что постоянная степень окисления характерна лишь для относительно небольшого числа элементов (фтора, кислорода, щелочных и щелочноземельных металлов и т. п.) Большинство элементов может проявлять разные степени окисления. Например, для хлора возможны все состояния от -1 до +7, хотя наиболее стабильны нечетные значения. Азот проявляет степени окисления от -3 до +5 и т. д.
Следует четко запомнить два важных правила.
1. Высшая степень окисления элемента - неметалла в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент, а низшая степень окисления = номер группы - 8.
Например, хлор находится в VII группе, следовательно, его высшая степень окисления = +7, а низшая - 7 - 8 = -1. Селен находится в VI группе. Высшая степень окисления = +6, низшая - (-2). Кремний расположен в IV группе; соответствующие значения равны +4 и -4.
Запомните, что из этого правила есть исключения: высшая степень окисления кислорода = +2 (и даже она проявляется только во фториде кислорода), а высшая степень окисления фтора = 0 (в простом веществе)!
2. Металлы не способны проявлять отрицательные степени окисления. Это довольно важно, учитывая, что более 70% химических элементов относятся именно к металлам.
А теперь вопрос: "Может ли Mn(+7) выступать в химических реакциях в роли восстановителя?" Не спешите, попробуйте ответить самостоятельно.
Правильный ответ: "Нет, не может!" Объяснить это очень легко. Взгляните на положение этого элемента в периодической системе . Mn находится в VII группе, следовательно, его ВЫСШАЯ степень окисления равна +7. Если бы Mn(+7) выступал в роли восстановителя, его степень окисления повысилась бы (вспомните определение восстановителя!), а это невозможно, поскольку она и так имеет максимальное значение. Вывод: Mn(+7) может быть только окислителем.
По той же причине ТОЛЬКО ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ свойства могут проявлять S(+6), N(+5), Cr(+6), V(+5), Pb(+4) и т. д. Взгляните на положение этих элементов в периодической системе и убедитесь в этом сами.
И еще вопрос: "Может ли Se(-2) выступать в химических реакциях в роли окислителя?"
И вновь отрицательный ответ. Вы, вероятно, уже догадались, в чем тут дело. Селен находится в VI группе, его НИЗШАЯ степень окисления равна -2. Se(-2) не может ПРИОБРЕТАТЬ электроны, т. е., не может быть окислителем. Если Se(-2) участвует в ОВР, то только в роли ВОССТАНОВИТЕЛЯ.
По аналогичной причине ТОЛЬКО ВОССТАНОВИТЕЛЕМ может быть N(-3), P(-3), S(-2), Te(-2), I(-1), Br(-1) и т. д.
Окончательный вывод: элемент, находящийся в низшей степени окисления, может выступать в ОВР только в роли восстановителя, а элемент с высшей степенью окисления - только в роли окислителя.
"А что, если элемент имеет промежуточную степень окисления?" - спросите вы. Ну, тогда возможно и его окисление, и его восстановление. Например, сера в реакции с кислородом окисляется, а в реакции с натрием - восстанавливается.
Наверное, логично предположить, что каждый элемент в высшей степени окисления будет выраженным окислителем, а в низшей - сильным восстановителем. В большинстве случаев это действительно так. Например, все соединения Mn(+7), Cr(+6), N(+5) можно отнести к сильным окислителям. Но, например, P(+5) и С(+4) восстанавливаются с трудом. А уж заставить Ca(+2) или Na(+1) выступить в роли окислителя практически невозможно, хотя, формально говоря, +2 и +1 - это тоже высшие степени окисления.
Наоборот, многие соединения хлора (+1) являются мощными окислителями, хотя степень окисления +1 в данном случае далека от высшей.
F(-1) и Cl(-1) - плохие восстановители, а их аналоги (Br(-1) и I(-1)) - хорошие. Кислород в низшей степени окисления (-2) практически не проявляет восстановительные свойства, а Te(-2) - мощный восстановитель.
Мы видим, что все не так очевидно, как хотелось бы. В ряде случаев, способность к окислению - восстановлению можно легко предвидеть, в других случаях - нужно просто запомнить, что вещество Х - это, скажем, хороший окислитель.
Кажется, мы наконец-то добрались до списка типичных окислителей и восстановителей. Хотелось бы, чтобы вы не просто "вызубрили" эти формулы (хотя и это будет неплохо!), но и смогли бы объяснить, почему то или иное вещество попало в соответствующий список.
Хотелось бы подчеркнуть несколько моментов:
А теперь небольшая контрольная работа. Я предложу вам несколько неполных уравнений, а вы попробуете найти окислитель и восстановитель. Дописывать правые части уравнений пока не обязательно.
Пример 12 . Определите окислитель и восстановитель в ОВР:
HNO 3 + Zn = ...
CrO 3 + C 3 H 6 + H 2 SO 4 = ...
Na 2 SO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = ...
O 3 + Fe(OH) 2 + H 2 O = ...
CaH 2 + F 2 = ...
KMnO 4 + KNO 2 + KOH = ...
H 2 O 2 + K 2 S + KOH = ...
Думаю, вы справились с этим заданием без труда. Если же возникли проблемы, прочитайте еще раз начало этой статьи, поработайте над списком типичных окислителей.
"Все это чудесно! - воскликнет нетерпеливый читатель. - Но где же обещанные задачи С1 с неполными уравнениями? Да, в примере 12 мы смогли определить окислитель и в-тель, но ведь главное не в этом. Главное - суметь ДОПОЛНИТЬ уравнение реакции, а разве список окислителей сможет нам в этом помочь?"
Да, сможет, если понимать, ЧТО ПРОИСХОДИТ с типичными окислителями в различных условиях. Вот именно этим мы сейчас и займемся.
Итак, мы должны не только уметь распознавать типичные окислители, но и понимать, во что превращаются эти вещества в ходе ОВР. Очевидно, что без этого понимания мы не сможем правильно решить задачу 30. Ситуация усложняется тем, что продукты взаимодействия невозможно указать ОДНОЗНАЧНО. Бессмысленно спрашивать: "Во что превратится перманганат калия в ходе процесса восстановления?" Все зависит от множества причин. В случае KMnO 4 главная из них - это кислотность (pH) среды. В принципе, характер продуктов восстановления может зависеть от:
Мы не будем сейчас говорить о влиянии концентрации и температуры (хотя пытливые юные химики могут вспомнить, что, например, хлор и бром по-разному взаимодействуют с водным раствором щелочи на холоду и при нагревании). Сосредоточимся на рН среды и силе восстановителя.
Информацию, приведенную ниже, следует просто запомнить. Не надо пытаться анализировать причины, просто ЗАПОМНИТЕ продукты реакций. Уверяю вас, на ЕГЭ по химии это может вам пригодиться.
Пример 13 . Дополните уравнения окислительно - восстановительных реакций:
KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = ...
Решение . Руководствуясь списком типичных окислителей и восстановителей, приходим к выводу, что окислителем во всех этих реакциях является перманганат калия, а восстановителем - сульфит калия.
H 2 SO 4 , H 2 O и КОН определяют характер раствора. В первом случае реакция идет в кислой среде, во втором - в нейтральной, в третьем - в щелочной.
Вывод: в первом случае перманганат будет восстановлен до соли Mn(II), во втором - до диоксида марганца, в третьем - до манганата калия. Дополним уравнения реакций:
KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + ...
А во что превратится сульфит калия? Ну, естественно, в сульфат. Очевидно, что К в составе K 2 SO 3 окислять дальше просто некуда, окисление кислорода крайне маловероятно (хотя, в принципе, возможно), а вот S(+4) легко превращается в S(+6). Продукт окисления - K 2 SO 4 , можно добавить эту формулу в уравнения:
KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...
Наши уравнения практически готовы. Осталось добавить вещества, которые непосредственно не участвуют в ОВР и расставить коэффициенты. Кстати, если начать со второго пункта, возможно, будет даже проще. Построим, например, электронный баланс для последней реакции
| Mn(+7) + 1e | = | Mn(+6) | (2) |
| S(+4) - 2e | = | S(+6) | (1) |
Ставим коэффициент 2 перед формулами KMnO 4 и K 2 MnO 4 ; перед формулами сульфита и сульфата калия подразумеваем коэфф. 1:
2KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...
Справа видим 6 атомов калия, слева - пока только 5. Надо исправлять положение; ставим перед формулой КОН коэффициент 2:
2KMnO 4 + 2KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...
Последний штрих: в левой части видим атомы водорода, справа их нет. Очевидно, надо срочно найти какое-то вещество, которое содержит водород в степени окисления +1. Давайте возьмем воду!
2KMnO 4 + 2KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
Проверяем еще раз уравнение. Да, все отлично!
"Интересное кино! - заметит бдительный юный химик. - А почему это вы добавили на последнем шаге именно воду? А если я захочу добавить перекись водорода или просто Н 2 или гидрид калия или Н 2 S? Вы добавили воду, т. к. ее НЕОБХОДИМО было добавить или вам просто так захотелось?"
Что же, давайте разбираться. Ну, во-первых, добавлять вещества в уравнение реакции по своему желанию мы, естественно не имеем права. Реакция идет именно так, как она идет; как распорядилась природа. Наши симпатии и антипатии не в силах повлиять на ход процесса. Мы можем попробовать изменить условия реакции (повысить температуру, добавить катализатор, изменить давление), но если условия реакции заданы, ее результат уже не может зависеть от нашей воли. Таким образом, формула воды в уравнении последней реакции - это не мое желание, а факт.
Во-вторых, вы, можете попробовать уравнять реакцию в случаях, когда вместо воды будут присутствовать перечисленные вами вещества. Уверяю вас: ни в одном случае вы не сможете этого сделать.
В-третьих, варианты с H 2 O 2 , Н 2 , KH или Н 2 S просто неприемлемы в данном случае по тем или другим причинам. Например, в первом случае меняется степень окисления кислорода, во втором и 3-м - водорода, а мы договорились, что степень окисления поменяется только у Mn и S. В четвертом случае сера вообще выступила в роли окислителя, а мы условились, что S - восстановитель. Кроме того, гидрид калия вряд ли "выживет" в водной среде (а реакция, напомню, идет в водном р-ре), а H 2 S (даже если бы это вещество и образовалось) неминуемо вступит в р-цию с КОН. Как видите, знание химии позволяет нам отвергнуть эти в-ва.
"Но почему именно вода?" - спросите вы.
Да, потому, например, что в данном процессе (как и во многих других) вода выступает в качестве растворителя. Потому, например, что если вы проанализируете все реакции, написанные вами за 4 года изучения химии, обнаружится, что Н 2 O встречается едва ли не в половине уравнений. Вода - вообще довольно "популярное" в химии соединение.
Поймите, я не утверждаю, что каждый раз, когда в задаче 30 вам надо "куда-то отправить водород" или "откуда-то взять кислород", необходимо хвататься за воду. Но, наверное, это будет первое вещество, о котором следует подумать.
Похожая логика используется для уравнений реакций в кислой и нейтральной средах. В первом случае необходимо добавить в правую часть формулу воды, во втором - гидроксида калия:
KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O,
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + K 2 SO 4 + KOH.
Расстановка коэффициентов у многоопытных юных химиков не должна вызвать ни малейших затруднений. Окончательный ответ:
2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5K 2 SO 3 = 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 3H 2 O,
2KMnO 4 + H 2 O + 3K 2 SO 3 = 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH.
В следующей части мы поговорим о продуктах восстановления хроматов и бихроматов, об азотной и серной кислотах.
Видеокурс «Получи пятерку» включает все темы, необходимые для успешной сдачи ЕГЭ по математике на 60-65 баллов. Полностью все задачи 1-13 Профильного ЕГЭ по математике. Подходит также для сдачи Базового ЕГЭ по математике. Если вы хотите сдать ЕГЭ на 90-100 баллов, вам надо решать часть 1 за 30 минут и без ошибок!
Курс подготовки к ЕГЭ для 10-11 класса, а также для преподавателей. Все необходимое, чтобы решить часть 1 ЕГЭ по математике (первые 12 задач) и задачу 13 (тригонометрия). А это более 70 баллов на ЕГЭ, и без них не обойтись ни стобалльнику, ни гуманитарию.
Вся необходимая теория. Быстрые способы решения, ловушки и секреты ЕГЭ. Разобраны все актуальные задания части 1 из Банка заданий ФИПИ. Курс полностью соответствует требованиям ЕГЭ-2018.
Курс содержит 5 больших тем, по 2,5 часа каждая. Каждая тема дается с нуля, просто и понятно.
Сотни заданий ЕГЭ. Текстовые задачи и теория вероятностей. Простые и легко запоминаемые алгоритмы решения задач. Геометрия. Теория, справочный материал, разбор всех типов заданий ЕГЭ. Стереометрия. Хитрые приемы решения, полезные шпаргалки, развитие пространственного воображения. Тригонометрия с нуля - до задачи 13. Понимание вместо зубрежки. Наглядное объяснение сложных понятий. Алгебра. Корни, степени и логарифмы, функция и производная. База для решения сложных задач 2 части ЕГЭ.
.jpg)
