Методика подготовки обучающихся к решению заданий с2 егэ по химии. Задания С2 на ЕГЭ по химии

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

11.

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

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

(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

4 Fe (OH )2 + O 2 →2 Fe 2 O 3 + 4 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

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

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.

РЕШЕНИЯ

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

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

2) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

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

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

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

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

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

3) Cu + CuO= Cu2O

4) Cu2O + 4NH3 + H2O = 2OH

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

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

1) Zn+ 2HCl= ZnCl2 + H2

2) Cl2 + H2 = 2HCl

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

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

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

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

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

Денисова В.Г.

МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАНИЙ С 2 (мысленный эксперимент) ЕГЭ ПО ХИМИИ

МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ К РЕШЕНИЮ

ЗАДАНИЙ С 2 (мысленный эксперимент) ЕГЭ ПО ХИМИИ

В 2012 году в задании С2 ЕГЭ по химии предусмотрено изменение. Учащимся будет предложено описание химического эксперимента, в соответствии с которым им нужно будет составить 4 уравнения реакции.

О содержании и уровне сложности этого задания мы можем судить по демо-версии варианта ЕГЭ 2012 года. Задание сформулировано следующим образом: Соль, полученную при растворении железа в горячей концентрированной серной кислоте, обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения описанных реакций.

Анализ содержания задания показывает, что первые два вещества, вступающие в реакцию, указаны в открытом виде. 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 – окислительные свойства концентрированной серной кислоты; 4 – окислительные свойства оксида железа (III)), два уравнения характеризуют типичные свойства важнейших классов неорганических веществ (2 – реакция ионного обмена между растворами соли и щелочи, 3 – термическое разложение нерастворимого основания).

T o C NaOH (изб.) t o C + Fe/t o C

Fe + H 2 SO 4 (к) → соль → бурый осадок → X → Y

Выделять подсказки, ключевые моменты, например: бурый осадок – гидроксид железа (III), говорит о том, что соль образована ионом железа (3+).

T o C

2Fe + 6H 2 SO 4 (к) → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH(к) → 2 Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4

T o C

2 Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

T o C

Fe 2 O 3 + Fe → 3 FeO

Какие затруднения могут вызвать у учащихся подобные задания?

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 .

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 ∙5H 2 O →CuSO 4 + 5H 2 O

4Fe(OH) 2 + O 2 →2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

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

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

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

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 :

ОКРАШЕННЫЕ ОСАДКИ,

ПОЛУЧАЮЩИЕСЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ РАСТВОРОВ

ДРУГИЕ ОКРАШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА

оранжевые

oксид меди (I) – Cu 2 O

дихроматы

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:

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

(CuOH) 2 CO 3 → CuO → Cu → NO 2 → X

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: 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 – MnО 2 ,

Концентрированная хлороводородная кислота – HCl,

Сероводородная кислота – р-р Н 2 S,

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

T o C HCl Н 2 Sр-р BaCl 2

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

1) Mn(NO 3 ) 2 → MnО 2 + 2NO 2

2) MnО 2 + 4 HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (газ Х)

4) Н 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl

Решение:

Выделение опорных моментов:

Оранжевый оксид меди – Cu 2 O,

Концентрированная серная кислота – 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 + 3Н 2 SO 4 → 2СuSO 4 + SO 2 +3H 2 O

2) СuSO 4 + 2КОН → 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

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

РЕШЕНИЯ

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

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

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

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

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

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

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

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 . 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) (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

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

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

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.

внимательно проанализировать данные в задании вещества;
используя схему генетической связи между классами веществ, оценить взаимодействие их друг с другом (найти кислотно-основные взаимодейст-вия, обменные, металл с кислотой (или щелочью), металл с неметаллом и др.);
определить степени окисления элементов в веществах, оценить, какое веще-ство может быть только окислителем, только восстановителем, а ка-кое - и окислителем и восстановителем. Далее составить окислительно-вос-становительные реакции.

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

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.

Пример 1: взаимодействия обработали водой пропустили обработали смешали

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.

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.

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.

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.

В 2012 году предложена новая форма задания С2 - в виде текста, описывающего последовательность экспериментальных действий, которые нужно превратить в уравнения реакций.
Трудность такого задания состоит в том, что школьники очень плохо представляют себе экспериментальную, не бумажную химию, не всегда понимают используемые термины и протекающие процессы. Попробуем разобраться.
Очень часто понятия, которые химику кажутся совершенно ясными, абитуриентами воспринимаются неправильно, не так, как предполагалось. В словаре приведены примеры неправильного понимания.

Словарь непонятных терминов.

Навеска - это просто некоторая порция вещества определенной массы (её взвесили на весах ). Она не имеет никакого отношения к навесу над крыльцом.
Прокалить - нагреть вещество до высокой температуры и греть до окончания химических реакций. Это не «смешивание с калием» и не «прокалывание гвоздём».
«Взорвали смесь газов» - это значит, что вещества прореагировали со взрывом. Обычно для этого используют электрическую искру. Колба или сосуд при этом не взрываются !
Отфильтровать - отделить осадок от раствора.
Профильтровать - пропустить раствор через фильтр, чтобы отделить осадок.
Фильтрат - это профильтрованный раствор .
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.
Выпаривание - это удаление из раствора воды и летучих веществ без разложения содержащихся в растворе твёрдых веществ.
Упаривание - это просто уменьшение массы воды в растворе с помощью кипячения.
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.
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 .
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:

Литий реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя твёрдый нитрид лития:
6Li + N 2 = 2Li 3 N
При взаимодействии нитридов с водой образуется аммиак:
Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3
Аммиак реагирует с кислотами, образуя средние и кислые соли. Слова в тексте «до прекращения химических реакций» означают, что образуется средняя соль, ведь первоначально получившаяся кислая соль далее будет взаимодействовать с аммиаком и в итоге в растворе будет сульфат аммония:
2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4 ) 2 SO 4
Обменная реакция между сульфатом аммония и хлоридом бария протекает с образованием осадка сульфата бария:
(NH 4 ) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2NH 4 Cl
После удаления осадка фильтрат содержит хлорид аммония, при взаимодействии которого с раствором нитрита натрия выделяется азот, причём эта реакция идёт уже при 85 градусах:

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:

Алюминий окисляется азотной кислотой, образуя нитрат алюминия. А вот продукт восстановления азота может быть разным, в зависимости от концентрации кислоты. Но надо помнить, что при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется водород ! Поэтому простым веществом может быть только азот:
10Al + 36HNO 3 = 10Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 + 18H 2 O
Al 0 − 3e = Al 3+ | 10
2N +5 + 10e = N 2 0 3
Если к раствору нитрата алюминия добавить карбонат натрия, то идёт процесс взаимного гидролиза (карбонат алюминия не существует в водном растворе, поэтому катион алюминия и карбонат-анион взаимодействуют с водой). Образуется осадок гидроксида алюминия и выделяется углекислый газ:
2Al(NO 3 ) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaNO 3
Осадок - гидроксид алюминия, при нагревании разлагается на оксид и воду:
В растворе остался нитрат натрия. При его сплавлении с солями аммония идёт окислительно-восстановительная реакция и выделяется оксид азота (I) (такой же процесс происходит при прокаливании нитрата аммония):
NaNO 3 + NH 4 Cl = N 2 O + 2H 2 O + NaCl
Оксид азота (I) - является активным окислителем, реагирует с восстановителями, образуя азот:
3N 2 O + 2NH 3 = 4N 2 + 3H 2 O

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:

Оксид алюминия - амфотерный оксид, при сплавлении со щелочами или карбонатами щелочных металлов образует алюминаты:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaAlO 2 + CO 2
Алюминат натрия при растворении в воде образует гидроксокомплекс:
NaAlO 2 + 2H 2 O = Na
Растворы гидроксокомплексов реагируют с кислотами и кислотными оксидами в растворе, образуя соли. Однако, сульфит алюминия в водном растворе не существует, поэтому будет выпадать осадок гидроксида алюминия. Обратите внимание, что в реакции получится кислая соль - гидросульфит калия:
Na + SO 2 = NaHSO 3 + Al(OH) 3
Гидросульфит калия является восстановителем и окисляется бромной водой до гидросульфата:
NaHSO 3 + Br 2 + H 2 O = NaHSO 4 + 2HBr
Полученный раствор содержит гидросульфат калия и бромоводородную кислоту. При добавлении щелочи нужно учесть взаимодействие с ней обоих веществ:

NaHSO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
HBr + NaOH = NaBr + H 2 O

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:

Сульфид цинка реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется газ - сероводород:
ZnS + HCl = ZnCl 2 + H 2 S
Сероводород - в водном растворе реагирует со щелочами, образуя кислые и средние соли. Поскольку в задании говорится про избыток гидроксида натрия, следовательно, образуется средняя соль - сульфид натрия:
H 2 S + NaOH = Na 2 S + H 2 O
Сульфид натрия реагирует с хлоридом двухвалентного железа, образуется осадок сульфида железа (II):
Na 2 S + FeCl 2 = FeS + NaCl
Обжиг - это взаимодействие твёрдых веществ с кислородом при высокой температуре. При обжиге сульфидов выделяется сернистый газ и образуется оксид железа (III):
FeS + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2
Сернистый газ реагирует с кислородом в присутствии катализатора, образуя серный ангидрид:
SO 2 + O 2 = SO 3

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:

При восстановлении оксида кремния магнием образуется кремний, который реагирует с избытком магния. При этом получается силицид магния:

SiO 2 + Mg = MgO + Si
Si + Mg = Mg 2 Si
Можно записать при большом избытке магния суммарное уравнение реакции:
SiO 2 + Mg = MgO + Mg 2 Si
При растворении в воде полученной смеси растворяется силицид магния, образуется гидроксид магния и силан (окисд магния реагирует с водой только при кипячении):
Mg 2 Si + H 2 O = Mg(OH) 2 + SiH 4
Силан при сгорании образует оксид кремния:
SiH 4 + O 2 = SiO 2 + H 2 O
Оксид кремния - кислотный оксид, он реагирует со щелочами, образуя силикаты:
SiO 2 + CsOH = Cs 2 SiO 3 + H 2 O
При действии на растворы силикатов кислот, более сильных, чем кремниевая, она выделяется в виде осадка:
Cs 2 SiO 3 + HCl = CsCl + H 2 SiO 3

Задания для самостоятельной работы.

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
(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.
(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:

Cu(NO 3 ) 2 → CuO → CuSO 4 → CuS →СuO → Cu(NO 3 ) 2
2Cu(NO 3 ) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O
CuSO 4 + H 2 S = CuS + H 2 SO 4
2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2
CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O
Ca 3 (PO 4 ) 2 → P → P 2 O 5 →Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4 ) 2 → BaHPO 4 или Ba(H 2 PO 4 ) 2
Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
P 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O
2Na 3 PO 4 + 3BaCl 2 = Ba 3 (PO 4 ) 2 + 6NaCl
Ba 3 (PO 4 ) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ba(H 2 PO 4 ) 2
Cu → NO 2 → HNO 3 → Zn(NO 3 ) 2 → Na 2
Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3
ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO 3 ) 2 + H 2 O
Zn(NO 3 ) 2 + 4NaOH = Na 2 + 2NaNO 3
NaCl → HCl →BaCl 2 → BaSO 4 → BaS → H 2 S
2NaCl + H 2 SO 4 = 2HCl + Na 2 SO 4
2HCl + Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O
BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 + 2KCl
BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO
BaS + 2HCl = BaCl 2 + H 2 S
Al 2 S 3 → H 2 S → PbS →PbSO 4
↓
AlCl 3 → Al(OH) 3
Al 2 S 3 + 6HCl = 3H 2 S + 2AlCl 3
AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O = Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl
H 2 S + Pb(NO 3 ) 2 = PbS + 2HNO 3
PbS + 4H 2 O 2 = PbSO 4 + 4H 2 O
Al → Al 2 S 3 → Al(OH) 3 →K → KAlO 2 →AlCl 3