Завдання с2 по хімії з поясненням. Вчимося разом

У 2012 році запропонована нова форма завдання С2 - у вигляді тексту, що описує послідовність експериментальних дій, які потрібно перетворити в рівняння реакцій.
Труднощі такого завдання полягає в тому, що школярі дуже погано уявляють собі експериментальну, не паперовий хімію, не завжди розуміють використовувані терміни і протікають процеси. Спробуємо розібратися.
Дуже часто поняття, які хіміку здаються абсолютно ясними, абітурієнтами сприймаються неправильно, не так, як передбачалося. У словнику наведено приклади неправильного розуміння.

Словник незрозумілих термінів.

1. навішування- це просто деяка порція речовини певної маси (її зважилина вагах). Вона не має ніякого відношення до навісу над ґанком.
2. прожарити- нагріти речовину до високої температуриі гріти до закінчення хімічних реакцій. Це не «змішування з калієм» і не «проколювання цвяхом».
3. «Підірвали суміш газів» - це значить, що речовини прореагували з вибухом. Зазвичай для цього використовують електричну іскру. Колба або посудину при цьомуне вибухають!
4. відфільтрувати- відокремити осад від розчину.
5. профільтрувати- пропустити розчин через фільтр, щоб відокремити осад.
6. фільтрат- це профільтрованарозчин.
7. розчинення речовини - це перехід речовини в розчин. Воно може відбуватися без хімічних реакцій (наприклад, при розчиненні у воді кухонної солі NaCl виходить розчин кухонної ж солі NaCl, а не луг і кислота окремо), або в процесі розчинення речовина реагує з водою і утворює розчин іншої речовини (при розчиненні оксиду барію вийде розчин гідроксиду барію). Розчиняти можна речовини не тільки у воді, але і в кислотах, в лугах і т.д.
8. випарювання- це видалення з розчину води і летючих речовин без розкладання містяться в розчині твердих речовин.
9. упарювання- це просто зменшення маси води в розчині за допомогою кип'ятіння.
10. сплавлення- це спільне нагрівання двох або більше твердих речовин до температури, коли починається їх плавлення і взаємодія. З плаванням по річці нічого спільного не має.
11. Осад і залишок. Дуже часто плутають ці терміни. Хоча це зовсім різні поняття.«Реакція протікає з виділенням осаду» - це означає, що одне з речовин, які утворюються в реакції, малорастворимо. Такі речовини випадають на дно реакційної посудини (пробірки або колби).«Залишок»- це речовина, яказалишилося, Що не витратилося повністю або взагалі не прореагував. Наприклад, якщо суміш декількох металів обробили кислотою, а один з металів не прореагував - його можуть назватизалишком.
12. насиченийрозчин - це розчин, в якому при даній температурі концентрація речовини максимально можлива і більше вже не розчиняється.
    ненасиченийрозчин - це розчин, концентрація речовини в якому не є максимально можливою, в такому розчині можна додатково розчинити ще якусь кількість даної речовини, до тих пір, поки він не стане насиченим.
    розведенийі «Дуже» розбавлений розчин - це вельми умовні поняття, швидше за якісні, ніж кількісні. Мається на увазі, що концентрація речовини невелика.
    Для кислот і лугів також використовують термін«Концентрований» розчин. Це теж характеристика умовна. Наприклад, концентрована соляна кислота має концентрацію всього близько 40%. А концентрована сірчана - це безводна, 100% -ва кислота.

Для того, щоб вирішувати такі завдання, треба чітко знати властивості більшості металів, неметалів і їх з'єднань: оксидів, гідроксидів, солей. Необхідно повторити властивості азотної та сірчаної кислот, перманганату і дихромата калію, окислювально-відновні властивості різних з'єднань, електроліз розчинів і розплавів різних речовин, реакції розкладання сполук різних класів, амфотерность, гідроліз солей та інших сполук, взаємний гідроліз двох солей.
Крім того, необхідно мати уявлення про колір і агрегатному стані більшості досліджуваних речовин - металів, неметалів, оксидів, солей.
Саме тому ми розбираємо цей вид завдань в самому кінці вивчення загальної та неорганічної хімії. Розглянемо кілька прикладів подібних завдань.

Приклад 1:Продукт взаємодії літію з азотом обробили водою. Отриманий газ пропустили через розчин сірчаної кислоти до припинення хімічних реакцій. Отриманий розчин обробили хлоридом барію. Розчин профільтрували, а фільтрат змішали з розчином нітриту натрію і нагріли.

Рішення:

1. Літій реагує з азотом при кімнатній температурі, утворюючи твердий нітрид літію:
   6Li + N 2 = 2Li 3 N
2. При взаємодії нітридів з водою утворюється аміак:
   Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3
3. Аміак реагує з кислотами, утворюючи середні і кислі солі. Слова в тексті «до припинення хімічних реакцій» означають, що утворюється середня сіль, адже спочатку вийшла кисла сіль далі буде взаємодіяти з аміаком і в підсумку в розчині буде сульфат амонію:
   2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4
4. Обмінна реакція між сульфатом амонію і хлоридом барію протікає з утворенням осаду сульфату барію:
   (NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2NH 4 Cl
5. Після видалення осаду фільтрат містить хлорид амонію, при взаємодії якого з розчином нітриту натрію виділяється азот, причому ця реакція йде вже при 85 градусах:

Приклад 2:наважкуалюмінію розчинили в розведеної азотної кислоти, при цьому виділялося газоподібне проста речовина. До отриманого розчину додали карбонат натрію до повного припинення виділення газу. Випавосад відфільтрували і прожарили, фільтрат упарити, Отриманий твердийзалишок сплавили з хлоридом амонію. Що виділився газ змішали з аміаком і нагріли отриману суміш.

Рішення:

1. Алюміній окислюється азотною кислотою, утворюючи нітрат алюмінію. А ось продукт відновлення азоту може бути різним, залежно від концентрації кислоти. Але треба пам'ятати, що при взаємодії азотної кислоти з металамине виділяється водень ! Тому простим речовиною може бути тільки 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

2. Якщо до розчину нітрату алюмінію додати карбонат натрію, то йде процес взаємного гідролізу (карбонат алюмінію не існує в водному розчині, тому катіон алюмінію і карбонат-аніон взаємодіють з водою). Утворюється осад гідроксиду алюмінію і виділяється вуглекислий газ:
   2Al (NO 3) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al (OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaNO 3
3. Осад - гідроксид алюмінію, при нагріванні розкладається на оксид і воду:
4. У розчині залишився нітрат натрію. При його сплаві з солями амонію йде окислювально-відновна реакція і виділяється оксид азоту (I) (такий же процес відбувається при прожаренні нітрату амонію):
   NaNO 3 + NH 4 Cl = N 2 O + 2H 2 O + NaCl
5. Оксид азоту (I) - є активним окислювачем, реагує з відновниками, утворюючи азот:
   3N 2 O + 2NH 3 = 4N 2 + 3H 2 O

Приклад 3:Оксид алюмінію сплавили з карбонатом натрію, отримане тверда речовина розчинили у воді. Через отриманий розчин пропускали сірчистий газ до повного припинення взаємодії. Випав осад відфільтрували, а до профільтрувати розчину додали бромную воду. Отриманий розчин нейтралізували гідроксидом натрію.

Рішення:

1. Оксид алюмінію - амфотерний оксид, при сплавці з лугами або карбонатами лужних металів утворює алюмінати:
   Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaAlO 2 + CO 2
2. Алюмінат натрію при розчиненні у воді утворює гидроксокомплекс:
   NaAlO 2 + 2H 2 O = Na
3. Розчини гідроксокомплексів реагують з кислотами і кислотними оксидами в розчині, утворюючи солі. Однак, сульфіт алюмінію в водному розчині не існує, тому буде випадати осад гідроксиду алюмінію. Зверніть увагу, що в реакції вийде кисла сіль - гідросульфіт калію:
   Na + SO 2 = NaHSO 3 + Al (OH) 3
4. Гидросульфит калію є відновником і окислюється бромной водою до гідросульфату:
   NaHSO 3 + Br 2 + H 2 O = NaHSO 4 + 2HBr
5. Отриманий розчин містить гидросульфат калію і бромоводородной кислоту. При додаванні лугу потрібно врахувати взаємодію з нею обох речовин:
   

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

Приклад 4:Сульфід цинку обробили розчином соляної кислоти, отриманий газ пропустили через надлишок розчину гідроксиду натрію, потім додали розчин хлориду заліза (II). Отриманий осад піддали випалу. Отриманий газ змішали з киснем і пропустили над каталізатором.

Рішення:

1. Сульфід цинку реагує з соляною кислотою, при цьому виділяється газ - сірководень:
   ZnS + HCl = ZnCl 2 + H 2 S
2. Сірководень - у водному розчині реагує з лугами, утворюючи кислі і середні солі. Оскільки в завданні йдеться про надлишок гідроксиду натрію, отже, утворюється середня сіль - сульфід натрію:
   H 2 S + NaOH = Na 2 S + H 2 O
3. Сульфід натрію реагує з хлоридом двовалентного заліза, утворюється осад сульфіду заліза (II):
   Na 2 S + FeCl 2 = FeS + NaCl
4. Випал - це взаємодія твердих речовин з киснем при високій температурі. При випалюванні сульфідів виділяється сірчистий газ і утворюється оксид заліза (III):
   FeS + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2
5. Сірчистий газ реагує з киснем в присутності каталізатора, утворюючи сірчаний ангідрид:
   SO 2 + O 2 = SO 3

Приклад 5:Оксид кремнію прожарили з великим надлишком магнію. Отриману суміш речовин обробили водою. При цьому виділився газ, який спалили в кисні. Твердий продукт спалювання розчинили в концентрованому розчині гідроксиду цезію. До отриманого розчину додали соляну кислоту.

Рішення:

1. При відновленні оксиду кремнію магнієм утворюється кремній, який реагує з надлишком магнію. При цьому виходить силицид магнію:
   

   SiO 2 + Mg = MgO + Si
   Si + Mg = Mg 2 Si

   Можна записати при великому надлишку магнію сумарне рівняння реакції:
   SiO 2 + Mg = MgO + Mg 2 Si
2. При розчиненні в воді отриманої суміші розчиняється силицид магнію, утворюється гідроксид магнію і силан (окісд магнію реагує з водою тільки при кип'ятінні):
   Mg 2 Si + H 2 O = Mg (OH) 2 + SiH 4
3. Сілан при згорянні утворює оксид кремнію:
   SiH 4 + O 2 = SiO 2 + H 2 O
4. Оксид кремнію - кислотний оксид, він реагує з лугами, утворюючи силікати:
   SiO 2 + CsOH = Cs 2 SiO 3 + H 2 O
5. При дії на розчини силікатів кислот, більш сильних, ніж кремнієва, вона виділяється у вигляді осаду:
   Cs 2 SiO 3 + HCl = CsCl + H 2 SiO 3

Завдання для самостійної роботи.

1. Нітрат міді прожарили, отриманий твердий осад розчинили в сірчаної кислоти. Через розчин пропустили сірководень, отриманий чорний осад піддали випалу, а твердий залишок розчинили при нагріванні в концентрованій азотній кислоті.
2. Фосфат кальцію сплавили з вугіллям і піском, потім отримане проста речовина спалили в надлишку кисню, продукт спалювання розчинили в надлишку їдкого натру. До отриманого розчину прилив розчин хлориду барію. Отриманий осад обробили надлишком фосфорної кислоти.
3. Мідь розчинили в концентрованій азотній кислоті, отриманий газ змішали з киснем і розчинили у воді. В отриманому розчині розчинили оксид цинку, потім до розчину додали великий надлишок розчину гідроксиду натрію.
4. На сухий хлорид натрію подіяли концентрованої сірчаної кислотою при слабкому нагріванні, що утворюється газ пропустили в розчин гідроксиду барію. До отриманого розчину прилив розчин сульфату калію. Отриманий осад сплавили з вугіллям. Отриману речовину обробили соляною кислотою.
5. Наважку сульфіду алюмінію обробили соляною кислотою. При цьому виділився газ і утворився безбарвний розчин. До отриманого розчину додали розчин аміаку, а газ пропустили через розчин нітрату свинцю. Отриманий при цьому осад обробили розчином пероксиду водню.
6. Порошок алюмінію змішали з порошком сірки, суміш нагріли, отримане речовина обробили водою, при цьому виділився газ і утворився осад, до якого додали надлишок розчину гідроксиду калію до повного розчинення. Цей розчин випарили і прожарили. До отриманого твердого речовини додали надлишок розчину соляної кислоти.
7. Розчин йодиду калію обробили розчином хлору. Отриманий осад обробили розчином сульфіту натрію. До отриманого розчину додали спочатку розчин хлориду барію, а після відділення осаду - додали розчин нітрату срібла.
8. Сіро-зелений порошок оксиду хрому (III) сплавили з надлишком лугу, отримане речовина розчинили у воді, при цьому вийшов темно-зелений розчин. До отриманого лужному розчину додали пероксид водню. вийшов розчин жовтого кольору, Який при додаванні сірчаної кислоти набуває помаранчевий колір. При пропущенні сірководню через отриманий підкислений помаранчевий розчин він мутніє і знову стає зеленим.
9. (МІОО 2011, тренінгова робота) Алюміній розчинили в концентрованому розчині гідроксиду калію. Через отриманий розчин пропускали вуглекислий газ до припинення виділення осаду. Осад відфільтрували і прожарили. Отриманий твердий залишок сплавили з карбонатом натрію.
10. (МІОО 2011, тренінгова робота) Кремній розчинили в концентрованому розчині гідроксиду калію. До отриманого розчину додали надлишок соляної кислоти. Помутнілий розчин нагріли. Що виділився осад відфільтрували і прожарили з карбонатом кальцію. Напишіть рівняння описаних реакцій.

Відповіді до завдань для самостійного рішення:

1. 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

2. Ca 3 (PO 4) 2 → P → P 2 O 5 → Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 → BaHPO 4 або 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. Al → Al 2 S 3 → Al (OH) 3 → K → KAlO 2 → AlCl 3

Завдання С2 ЄДІ з хімії є опис хімічного експерименту, відповідно до якого потрібно буде скласти 4 рівняння реакції. За статистикою, це одне з найскладніших завдань, дуже низький відсоток здають з ним справляється. Нижче наводяться рекомендації з приводу рішення завдання С2.

По - перше, щоб правильно вирішити завдання С2 ЄДІ з хімії потрібно чітко уявляти собі ті дії, яким піддаються речовини (фільтрування, випарювання, випал, прожарювання, спікання, сплавлення). Необхідно розуміти, де з речовиною відбувається фізичне явище, А де - хімічна реакція. Найбільш часто використовувані дії з речовинами описані нижче.

фільтрування - спосіб розділення неоднорідних сумішей за допомогою фільтрів - пористих матеріалів, що пропускають рідину або газ, але затримують тверді речовини. При поділі сумішей, що містять рідку фазу, на фільтрі залишається тверда речовина, через фільтр проходить фільтрат .

випарювання - процес концентрування розчинів шляхом випаровування розчинника. Іноді випарювання проводять до отримання насичених розчинів, з метою подальшої кристалізації з них твердої речовини у вигляді кристалогідрату, або до повного випаровування розчинника з метою отримання розчиненого речовини в чистому вигляді.

прожарювання - нагрівання речовини з метою зміни його хімічного складу. Прожарювання може проводитися на повітрі і в атмосфері інертного газу. При прожаренні на повітрі кристалогідрати втрачають кристалізаційну воду, наприклад, CuSO 4 ∙ 5H 2 O → CuSO 4 + 5H 2 O
Термічно нестійкі речовини розкладаються:
Cu (OH) 2 → CuO + H 2 O; CaCO 3 → CaO + CO 2

Спікання, сплавлення - це нагрівання двох і більше твердих реагентів, що приводить до їх взаємодії. Якщо реагенти стійкі до дії окислювачів, то спікання можна проводити на повітрі:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2

Якщо ж один з реагентів чи продукт реакції можуть окислюватися компонентами повітря, процес проводять з інертною атмосфері, наприклад: Сu + CuO → Cu 2 O

Речовини, нестійкі до дії компонентів повітря, при прожаренні окислюються, реагують з компонентами повітря:
2Сu + O 2 → 2CuO;
4Fe (OH) 2 + O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

випал - процес термічної обробки, що призводить до згорання речовини.

По-друге, знання характерних ознак речовин (колір, запах, агрегатний стан) Вам послужить підказкою або перевіркою правильності виконаних дій. Нижче представлені найбільш характерні ознакигазів, розчинів, твердих речовин.

Ознаки газів:

пофарбовані: Cl 2 - жовто-зелений; NO 2 - бурий; O 3 - блакитний (всі мають запахи). Всі отруйні, розчиняються у воді, Cl 2 і NO 2 реагують з нею.

Безбарвні без запаху: Н 2, N 2, O 2, CO 2, CO (отрута), NO (отрута), інертні гази. Все погано розчиняються у воді.

Безбарвні з запахом: HF, HCl, HBr, HI, SO 2 (різкі запахи), NH 3 (нашатирного спирту) -Добре розчинні у воді і отруйні, PH 3 (часниковий), H 2 S (тухлих яєць) - мало розчинні у воді, отруйні.

Забарвлені розчини:

Жовті: Хромати, наприклад K 2 CrO 4, розчини солей заліза (III), наприклад, FeCl 3.

помаранчеві: Бромная вода, cпіртовие і спиртово-водні розчини йоду (в залежності від концентрації від жовтогодо бурого), Дихромати, наприклад, K 2 Cr 2 O 7

зелені: Гідроксокомплекси хрому (III), наприклад, K 3, солі нікелю (II), наприклад NiSO 4, манганати, наприклад, K 2 MnO 4

блакитні: Солі міді (II), наприклад СuSO 4

Від рожевого до фіолетового: Перманганати, наприклад, KMnO 4

Від зеленого до синього: Солі хрому (III), наприклад, CrCl 3

Пофарбовані опади:

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

бурі: Fe (OH) 3, MnO 2

Чорні, чорно-бурі: Сульфіди міді, срібла, заліза, свинцю

сині: Cu (OH) 2, KFе

зелені: Cr (OH) 3 - сіро-зелений, Fe (OH) 2 - брудно-зелений, буріє на повітрі

Інші пофарбовані речовини:

Жовті : сірка, золото, хромати

помаранчеві: оксиду міді (I) - Cu 2 O, дихромати

червоні: бром (рідина), мідь (аморфна), фосфор червоний, Fe 2 O 3, CrO 3

чорні: СuO, FeO, CrO

Сірі з металевим блиском: Графіт, кристалічний кремній, кристалічний йод (при сублімації - фіолетовіпари), більшість металів.

зелені: Cr 2 O 3, малахіт (CuOH) 2 CO 3, Mn 2 O 7 (рідина)

По-третє, при вирішенні завдань С2 по хімії для більшої наочності, можна порекомендувати складати схеми перетворень або послідовність одержуваних речовин.

І нарешті, для того, щоб вирішувати такі завдання, треба чітко знати властивості металів, неметалів і їх з'єднань: оксидів, гідроксидів, солей. Необхідно повторити властивості азотної та сірчаної кислот, перманганату і дихромата калію, окислювально-відновні властивості різних з'єднань, електроліз розчинів і розплавів різних речовин, реакції розкладання сполук різних класів, амфотерность, гідроліз солей.

Денисова В.Г.

МЕТОДИКА ПІДГОТОВКИ УЧНІВ ДО ВИРІШЕННЯ ЗАВДАНЬ З 2 (уявний експеримент) ЄДІ ПО ХІМІЇ

МЕТОДИКА ПІДГОТОВКИ УЧНІВ ДО ВИРІШЕННЯ

ЗАВДАНЬ З 2 (уявний експеримент) ЄДІ ПО ХІМІЇ

У 2012 році в завданні С2 ЄДІ з хімії передбачено зміну. Учням буде запропоновано опис хімічного експерименту, відповідно до якого їм потрібно буде скласти 4 рівняння реакції.

Про зміст і рівні складності цього завдання ми можемо судити по демо-версії варіанти ЄДІ 2012 року. Завдання сформульоване таким чином:Сіль, отриману при розчиненні заліза в гарячій концентрованої сірчаної кислоти, обробили надлишком розчину гідроксиду натрію. Випав бурий осад відфільтрували і прожарили. Отриману речовину сплавили з залізом. Напишіть рівняння описаних реакцій.

Аналіз змісту завдання показує, що перші два речовини, що вступають в реакцію, вказані у відкритому вигляді. Для всіх інших реакцій вказано реагент і умови проведення. Підказками можна вважати вказівки на клас отриманого речовини, його агрегатний стан, характерні ознаки (колір, запах). Зауважимо, що два рівняння реакцій характеризують особливі властивості речовин (1 - окисні властивості концентрованої сірчаної кислоти; 4 - окисні властивості оксиду заліза (III)), два рівняння характеризують типові властивості найважливіших класів неорганічних речовин (2 - реакція іонного обміну між розчинами солі і луги , 3 - термічний розклад нерозчинного підстави).

T o C NaOH (хат.) T o C + Fe / t o C

Fe + H 2 SO 4 (К) → сіль → бурий осад → X → Y

Виділяти підказки, ключові моменти, наприклад: бурий осад - гідроксид заліза (III), говорить про те, що сіль утворена іоном заліза (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

Які труднощі можуть викликати в учнів подібні завдання?

1. Опис дій з речовинами (фільтрування, випарювання, випал, прожарювання, спікання, сплавлення). Учні повинні розуміти, де з речовиною відбувається фізичне явище, а де - хімічна реакція. Найбільш часто використовувані дії з речовинами описані нижче.

фільтрування - спосіб розділення неоднорідних сумішей за допомогою фільтрів - пористих матеріалів, що пропускають рідину або газ, але затримують тверді речовини. При поділі сумішей, що містять рідку фазу, на фільтрі залишається тверда речовина, через фільтр проходитьфільтрат.

випарювання - процес концентрування розчинів шляхом випаровування розчинника. Іноді випарювання проводять до отримання насичених розчинів, з метою подальшої кристалізації з них твердої речовини у вигляді кристалогідрату, або до повного випаровування розчинника з метою отримання розчиненого речовини в чистому вигляді.

прожарювання - нагрівання речовини з метою зміни його хімічного складу.

Прожарювання може проводитися на повітрі і в атмосфері інертного газу.

При прожаренні на повітрі кристалогідрати втрачають кристалізаційну воду:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O → CuSO 4 + 5H 2 O

Термічно нестійкі речовини розкладаються (нерозчинні підстави, деякі солі, кислоти, оксиди): Cu (OH) 2 → CuO + H 2 O; CaCO 3 → CaO + CO 2

Речовини, нестійкі до дії компонентів повітря, при прожаренні окислюються, реагують з компонентами повітря: 2Сu + O 2 → 2CuO;

4Fe (OH) 2 + O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

Для того, щоб окислення при прожаренні не відбувалося, процес проводять в інертному атмосфері: Fe (OH) 2 → FeO + H 2 O

Спікання, сплавлення -це нагрівання двох і більше твердих реагентів, що приводить до їх взаємодії. Якщо реагенти стійкі до дії окислювачів, то спікання можна проводити на повітрі:

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

Якщо ж один з реагентів чи продукт реакції можуть окислюватися компонентами повітря, процес проводять з інертною атмосфері, наприклад: Сu + CuO → Cu 2 O

випал - процес термічної обробки, що призводить до згорання речовини (у вузькому сенсі. У більш широкому розумінні, випал - різноманітні термічні впливу на речовини в хімічному виробництві і металургії). В основному, використовується по відношенню до сульфідних руд. Наприклад, випал піриту:

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

1. Опис характерних ознак речовин (колір, запах, агрегатний стан).

Вказівка ​​характерних ознак речовин повинно служити для учнів підказкою або перевіркою правильності виконаних дій. Однак, якщо учні не знайомі з фізичними властивостями речовин, подібні відомості не можуть надати допоміжної функції при виконанні уявного експерименту. Нижче представлені найбільш характерні ознаки газів, розчинів, твердих речовин.

ГАЗИ:

Пофарбовані: Cl 2 - жовто-зелений; NO 2 - бурий; O 3 - блакитний (всі мають запахи). Всі отруйні, розчиняються у воді, Cl 2 і NO 2 реагують з нею.

Безбарвні без запаху: Н 2, N 2, O 2, CO 2 , CO (отрута), NO (отрута), інертні гази. Все погано розчиняються у воді.

Безбарвні з запахом: HF, HCl, HBr, HI, SO 2 (Різкі запахи), NH 3 (Нашатирного спирту) -Добре розчинні у воді і отруйні,

PH 3 (часниковий), H 2 S (тухлих яєць) - мало розчинні у воді, отруйні.

ПОФАРБОВАНІ РОЗЧИНИ:

ПОФАРБОВАНІ ОПАДИ,

Виходить при взаємодії РОЗЧИНІВ

ІНШІ ПОФАРБОВАНІ ВЕЩЕСТВА

помаранчеві

оксиду міді (I) - Cu 2 O дихромати

Це, звичайно, мінімальні відомості, які можуть стати в нагоді для вирішення завдань С2.

У процесі підготовки учнів до вирішення завдань С2 можна запропонувати їмскласти тексти завдань у відповідності зі схемами перетворень. Це завдання дозволить учням освоїти термінологію і запам'ятати характерні ознаки речовин.

Приклад 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: Малахіт прожарили, отримане тверде чорне речовина нагріли в струмі водню. Утворене червоне речовина повністю розчинили в концентрованій азотній кислоті. Що виділився бурий газ пропустили через холодний розчин гідроксиду натрію.

Приклад 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: Сульфід цинку піддали випалу. Утворився газ з різким запахом пропустили через розчин сірководню до випадання жовтого осаду. Осад відфільтрували, просушили і сплавили з алюмінієм. Отримане з'єднання помістили в воду до припинення реакції.

На наступному етапі можна запропонувати учням самимскладати як схеми перетворення речовин, так і тексти завдань.Звичайно ж, «автори» завдань повинні представити івласне рішення. При цьому учні повторюють всі властивості неорганічних речовин. А вчитель може сформувати банк завдань С2.

Після цього можнапереходити до рішенням завдань С2. При цьому учні по тексту складають схему перетворень, а потім і відповідні рівняння реакцій. Для цього в тексті завдання виділяються опорні моменти: назви речовин, вказівка ​​на їх класи, Фізичні властивості, Умови проведення реакцій, назви процесів.

Наведемо приклади виконання деяких завдань.

Приклад 1. Нітрат марганцю (II) прожарили, до отриманого твердого бурому речовини прилив концентровану хлороводневу кислоту. Що виділився газ пропустили через сірководневу кислоту. Утворився розчин утворює осад з хлоридом барію.

Рішення:

1. Виділення опорних моментів:

Нітрат марганцю (II)- Mn (NO 3) 2,

прожарили - нагріли до розкладання,

Тверде буре речовина- MnО 2,

Концентрована хлороводородная кислота- HCl,

Сірководнева кислота - розчинН 2 S,

Хлорид барію - BaCl 2 , Утворює осад з сульфат-іоном.

T o C HCl Н 2 S р-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)

3) Cl 2 + Н 2 S → 2HCl + S (не підходить, тому що немає продукту, який дає осад з хлоридом барію) або 4Cl 2 + Н 2 S + 4Н 2 О → 8HCl + Н 2 SO 4

4) Н 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl

Приклад 2. Помаранчевий оксид міді помістили в концентровану сірчану кислоту і нагріли. До отриманого блакитному розчину прилив надлишок розчину гідроксиду калію. Випав синій осад відфільтрували, просушили і прожарили. Отримане при цьому тверде чорне речовина помістили в скляну трубку, нагріли і пропустили над ним аміак.

Рішення:

1. Виділення опорних моментів:

Помаранчевий оксид міді- Cu 2 O,

Концентрована сірчана кислота- Н 2 SO 4,

блакитний розчин - сіль міді (II), СuSO 4

Гідроксид калію - КОН,

Синій осад - Cu (OH) 2,

прожарили - нагріли до розкладання,

Тверде чорну речовину - CuO,

Аміак - NH 3.

1. Складання схеми перетворень:

Н 2 SO 4 КОН t o C NH 3

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

1. Складання рівнянь реакцій:

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

Приклади ЗАВДАНЬ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ

9 . Дихромат амонію розклали при нагріванні. Твердий продукт розкладання розчинили в сірчаної кислоти. До отриманого розчину прилив розчин гідроксиду натрію до випадання осаду. При подальшому Прилив розчину гідроксиду натрію до осаду, він розчинився.

РІШЕННЯ

1 . Натрій спалили в надлишку кисню, отримане кристалічна речовина помістили в скляну трубку і пропустили через неї вуглекислий газ. Газ, що виходить з трубки, зібрали і спалили в його атмосфері фосфор. Отриману речовину нейтралізували надлишком розчину гідроксиду натрію.

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. Карбід алюмінію обробили соляною кислотою. Що виділився газ спалили, продукти згоряння пропустили через вапняну воду до утворення білого осаду, подальше пропускання продуктів згоряння в отриману суспензію призвело до розчинення осаду.

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. Пірит піддали випалу, отриманий газ з різким запахом пропустили через сірководневу кислоту. Утворився жовтуватий осад відфільтрували, просушили, змішали з концентрованою азотною кислотою і нагріли. Отриманий розчин дає осад з нітратом барію.

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 . Мідь помістили в концентровану азотну кислоту, отриману сіль виділили з розчину, висушили і прожарили. Твердий продукт реакції змішали з мідною стружкою і прожарили в атмосфері інертного газу. Отриману речовину розчинили в аміачної воді.

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 . Залізні тирсу розчинили в розведеної сірчаної кислоти, отриманий розчин обробили надлишком розчину гідроксиду натрію. Осад профільтрували і залишили на повітрі до тих пір, поки він не придбав бурого забарвлення. Буре речовина прожарили до постійної маси.

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 . Сульфід цинку піддали випалу. Отримане тверда речовина повністю прореагував з розчином гідроксиду калію. Через отриманий розчин пропустили вуглекислий газ до випадання осаду. Осад розчинили в соляній кислоті.

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, що виділився при взаємодії цинку з соляною кислотою, змішали з хлором і підірвали. Отриманий при цьому газоподібний продукт розчинили у воді і подіяли їм на діоксид марганцю. Утворився газ пропустили через гарячий розчин гідроксиду калію.

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. Фосфід кальцію обробили соляною кислотою. Що виділився газ спалили в закритій посудині, продукт горіння повністю нейтралізували розчином гідроксиду калію. До отриманого розчину прилив розчин нітрату срібла.

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 амонію розклали при нагріванні. Твердий продукт розкладання розчинили в сірчаної кислоти. До отриманого розчину прилив розчин гідроксиду натрію до випадання осаду. При подальшому Прилив гідроксиду натрію до осаду, він розчинився.

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) Cr2 (SO4 ) 3 + 6NaOH= 3Na2 SO4 + 2Cr (OH)3

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

10 . Ортофорсфат кальцію прожарили з вугіллям і річковим піском. Утворене при цьому біле світиться в темряві речовина спалили в атмосфері хлору. Продукт цієї реакції розчинили в надлишку гідроксиду калію. До отриманої суміші прилив розчин гідроксиду барію.

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

2) 2P + 5Cl2 = 2PCl5

3) PCl5 + 8KOH= K3 PO4 + 5KCl + 4H2 O

4) 2K3 PO4 + 3Ba (OH)2 = Ba3 (PO4 ) 2 + 6KOH

11. Алюмінієвий порошок змішали із сіркою і нагріли. Отриману речовину помістили в воду. Осад розділили на дві частини. До однієї частини прилив соляну кислоту, до іншої - розчин гідроксиду натрію до повного розчинення осаду.

1) 2Al + 3S = Al2 S3

2) Al2 S3 + 6H2 O = 2Al (OH)3 + 3H2 S

3) Al (OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2 O

4) Al (OH)3 + NaOH = Na

12 . Кремній помістили в розчин гідроксиду калію, після закінчення реакції до отриманого розчину прилив надлишок соляної кислоти. Випав осад відфільтрували, просушили і прожарили. Твердий продукт прожарювання реагує з фтороводень.

1) Si + 2KOH + H2 O = K2

Завдання С2 ЄДІ з хімії: алгоритм виконання

Завдання С2 Єдиного державного іспиту з хімії ( "Набір речовин") протягом ряду років залишаються найскладнішими завданнями частини С. І це не випадково. У цьому завданні випускнику треба вміти застосовувати свої знання про властивості хімічних речовин, типах хімічних реакцій, а також вміння розставляти коефіцієнти в рівняннях на прикладі самих різних, часом малознайомих речовин. Як же отримати максимальне число балів на цьому завданні? Один з можливих алгоритмів його виконання можна представити наступними чотирма пунктами:

Розглянемо докладніше застосування цього алгоритму на одному з прикладів.

завдання(Формулювання 2011 року):

Перша проблема, яка виникає при виконанні завдання - зрозуміти, що ховається під назвами речовин. Якщо людина замість хлорного кислоти пише формулу соляної, замість сульфіду калію - сульфіт, він різко зменшує кількість правильно написаних рівнянь реакцій. Тому знання номенклатури треба приділити найпильнішу увагу. Треба врахувати, що в завданні можуть бути використана і тривіальні назви деяких речовин: вапняна вода, залізна окалина, мідний купорос і т.п.

Результатом виконання цього етапу є запис формул запропонованого набору речовин.

Охарактеризувати хімічні властивості запропонованих речовин допомагає віднесення їх певної групи або класу. При цьому для кожної речовини потрібно дати характеристики в двох напрямках. Перша - кислотно-основна, обмінна характеристика, яка визначає можливість вступати в реакції без зміни ступеня окислення.

За кислотно-основних властивостей речовин можна виділити речовини кислотноїприроди (кислоти, кислотні оксиди, кислі солі), Основнийприроди (підстави, основні оксиди, основні солі), амфотерніз'єднання, середні солі. При виконанні завдання ці властивості можна позначати скорочено: " До", "Про", "А", "З"

За окислювально-відновним властивостям речовини можна класифікувати на окислювачіі відновники. Однак часто зустрічаються речовини, що проявляють окисно-відновну двоїстість (ОВС). Така подвійність може мати своєї причиною те, що один з елементів знаходиться в проміжній ступеня окислення. Так, для азоту характерна шкала окислення від -3 до +5. Тому для нітриту калію KNO 2, де азот знаходиться в ступені окислення +3, характерні властивості і окислювача і відновника. Крім того, в одному з'єднанні атоми різних елементів можуть проявляти різні властивості, в результаті речовина в цілому теж проявляє ОВС. Прикладом може служити соляна кислота, яка може бути і окислювачем, за рахунок іона H + і відновником, за рахунок хлорид-іона.

Двоїстість не означає однаковості властивостей. Як правило, або окислювальні, або відновні властивості переважають. Існують і речовини для яких окислювально-відновні властивості не характерні. Це спостерігається в тому випадку, коли атоми всіх елементів знаходяться в своїх найстійкіших ступенях окислення. Прикладом може служити, наприклад, фторид натрію NaF. І, нарешті, окислювально-відновні властивості речовини можуть сильно залежати від умов, середовища при якій проводиться реакція. Так, концентрована сірчана кислота - сильний окислювач за рахунок S +6, а та ж кислота в розчині - окислювач середньої сили за рахунок іона H +

Ця характеристика теж може вказуватися скорочено " Ок","Нд","ОВС".

Визначимо характеристики речовин в нашому завданні:
- хромат калію, сіль, окислювач (Cr +6 - найвищий рівень окислення)
- сірчана кислота, розчин: кислота, окислювач (H +)
- сульфід натрію: сіль, відновник (S -2 - нижча ступінь окислення)
- сульфат міді (II), сіль, окислювач (Cu +2 - найвищий рівень окислення)

Коротко це можна було записати так:

З, Ок(Cr +6) К, ок(H +) З, Нд(S -2) З, ок(Cu +2

На цьому етапі треба визначити, які реакції можливі між конкретними речовинами, а також можливі продукти цих реакцій. Допоможуть в цьому вже певні характеристики речовин. Оскільки для кожної речовини ми дали дві характеристики, то потрібно розглядати можливість двох груп реакцій: обмінних, без зміни ступеня окислення і ОВР.

Між речовинами основний і кислотної природи характерна реакція нейтралізації, Звичайним продуктом якої є сіль і вода (при реакції двох оксидів - тільки сіль). У цій же реакції в ролі кислоти або підстави можуть брати участь амфотерні сполуки. У деяких, досить рідкісних випадках, реакція нейтралізації виявляється неможливою, на що зазвичай вказує прочерк в таблиці розчинності. Причиною цього є або слабкість прояви кислотних і основних властивостей у вихідних з'єднань, або протікання окислювально-відновної реакції між ними (наприклад: Fe 2 O 3 + HI).

Крім реакцій з'єднання між оксидами, потрібно враховувати також можливість реакції з'єднанняоксидів з водою. У неї вступають багато кислотні оксиди і оксиди найбільш активних металів, а продуктами є відповідні розчинні кислоти і луги. Однак вода рідко дається як окреме речовина в завданні С2.

Для солей характерна реакція обміну, В яку вони можуть вступати як між собою, так і з кислотами і з лугами. Як правило, вона протікає в розчині, і критерієм можливості її протікання служить правило РІО - випадання осаду, виділення газу, освіта слабкого електроліту. В окремих випадках реакція обміну між солями може ускладнюватися реакцією гідролізу, В результаті якого утворюються основні солі. Перешкоджати реакції обміну може повний гідроліз солі або окислювально-відновну взаємодію між ними. На особливий характер взаємодії солей вказує прочерк в таблиці розчинності для передбачуваного продукту.

Окремо реакція гідролізу може бути зарахована як правильну відповідь на завдання С2, якщо в наборі речовин дана вода і сіль, що піддається повному гідролізу (Al 2 S 3).

Нерозчинні солі можуть вступати в реакції обміну зазвичай тільки з кислотами. Можлива також реакція нерозчинних солей з кислотами з утворенням кислих солей (Ca 3 (PO 4) 2 + H 3 PO 4 => Ca (H 2 PO 4) 2)

Ще одна порівняно рідко зустрічається реакція, це реакція обміну між сіллю і кислотним оксидом. При цьому більш летючий оксид витісняється менш летючим (CaСO 3 + SiO 2 => CaSiO 3 + CO 2).

В окислювально-відновні реакціїможуть вступати окислювачі і відновники. Можливість цього визначається силою їх окислювально-відновних властивостей. У деяких випадках можливість протікання реакції можна визначити за допомогою ряду напруг металів (реакції металів з розчинами солей, кислотами). Іноді відносну силу окислювачів можна оцінити, використовуючи закономірності Періодичної системи (витіснення одного галогену іншим). Однак найчастіше тут потрібно знання конкретного фактичного матеріалу, Властивостей найбільш характерних окислювачів і відновників (з'єднань марганцю, хрому, азоту, сірки ...), тренування в написанні рівнянь ОВР.

Також складно буває визначити і можливі продукти ОВР. У загальному випадку можна запропонувати два правила, які допомагають зробити вибір:
- продукти реакції не повинні взаємодіяти з вихідними речовинами, з середовищем, В якій проводиться реакція: якщо в пробірку налили сірчану кислоту, там не може вийти КОН, якщо реакція проводиться у водному розчині, там не випаде в осад натрій;
- продукти реакції не повинні взаємодіяти між собою: В пробірці не може одночасно вийти CuSO 4 і КОН, Cl 2 і KI.

Слід враховувати і такий вид ОВР, як реакції диспропорціонування(Самоокисления-самовідновлення). Такі реакції можливі для речовин, де елемент знаходиться в проміжній ступеня окислення, а значить, може одночасно і окислюватися і відновлюватися. Другий учасник такої реакції виконує роль середовища. Прикладом може служити диспропорционирование галогенів в лужному середовищі.

Хімія тим складна і цікава, що дати загальні рецепти на всі випадки життя в ній неможливо. Тому поряд з цими двома групами реакцій можна назвати ще одну: специфічні реакціїокремих речовин. Успішність написання таких рівнянь реакцій буде визначатися фактичними знаннями хімії окремих хімічних елементіві речовин.

У прогнозуванні реакцій для конкретних речовин бажано дотримуватися певного порядку, щоб не пропустити жодної реакції. Можна використовувати підхід, представлений наступною схемою:

Розглядаємо можливість реакцій першого речовини з трьома іншими речовинами (зелені стрілки), потім розглядаємо можливість реакцій другого речовини з двома що залишилися (сині стрілки), і, нарешті, розглядаємо можливість взаємодії третього речовини з останнім, четвертим (червона стрілка). Якщо в наборі буде п'ять речовин, стрілок буде більше, але частину їх в процесі аналізу буде закреслена.

Отже, для нашого набору, перша речовина:
- K 2 CrO 4 + H 2 SO 4, ОВР неможлива (два окислювача), звичайна реакція обміну теж неможлива, тому що передбачувані продукти розчинні. Тут ми стикаємося зі специфічною реакцією: хромати при взаємодії з кислотами утворюють дихромати: => K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
- K 2 CrO 4 + Na 2 S, Реакція обміну також неможлива, тому що передбачувані продукти розчинні. А ось наявність тут окислювача і відновника дозволяють зробити висновок про можливість ОВР. При ОВР S -2 окислиться до сірки, Cr +6 відновиться до Cr +3, у нейтральному середовищі це міг би бути Cr (OH) 3. Однак одночасно в розчині утворюється КОН. З огляду на амфотерность Cr (OH) 3 і правило, що продукти реакції не повинні реагувати один з одним, приходимо до вибору наступних продуктів: => S + K + KOH
- K 2 CrO 4 + CuSO 4, А ось тут, можлива реакція обміну між солями, тому що більшість хроматов нерастворимо в воді: => K 2 SO 4 + CuCrO 4

Друге речовина:
- H 2 SO 4 + Na 2 S, Іон водню недостатньо сильний окислювач, щоб окислити сульфід-іон, ОВР неможлива. Зате можлива реакція обміну, що приводить до утворення слабкого електроліту і газоподібної речовини: => H 2 S + Na 2 SO 4;
- H 2 SO 4 + CuSO 4- тут ніяких явних реакцій немає.

Третє речовина:
- Na 2 S + CuSO 4, Іон міді теж недостатньо сильний окислювач, щоб окислити сульфід-іон, ОВР неможлива. Реакція обміну між солями призведе до утворення нерозчинного сульфіду міді: => CuS + Na 2 SO 4.

Результатом третього етапу має стати кілька схем можливих реакцій. Можливі проблеми:
- реакцій занадто багато. Оскільки експерти все одно оцінять тільки чотири першихрівняння реакцій, потрібно вибрати найпростіші реакції, в протіканні яких Ви впевнені на всі 100%, і відкинути занадто складні, або ті, в яких ви не дуже впевнені. Так в нашому випадку можна було набрати максимальну кількість балів і не знаючи специфічною реакції переходу хроматов в дихромати. А якщо ви знаєте цю не дуже складну реакцію, то можна відмовитися від зрівнювання досить складною ОВР, залишивши тільки прості реакції обміну.
- реакцій мало, менше чотирьох. Якщо при аналізі реакцій пар речовин число реакцій виявилося недостатнім, можна розглянути можливість взаємодії трьох речовин. Зазвичай це ОВР, в яких може брати участь і третє речовина - середовище, причому в залежності від середовища продукти реакції можуть бути різні. Так в нашому випадку, якби знайдених реакцій не вистачало, можна було додатково запропонувати взаємодія хромату калію з сульфідом натрію в присутності сірчаної кислоти. Продуктами реакції в цьому випадку були б сірка, сульфат хрому (III) і сульфат калію.
Якщо стан речовин чітко не вказано, наприклад, просто сказано "сірчана кислота" замість "розчин (мається на увазі розбавлений) сірчаної кислоти", можна проаналізувати можливість реакцій речовини в різних станах. У нашому випадку, ми могли б врахувати, що концентрована сірчана кислота - сильний окислювач за рахунок S +6, і може вступати з сульфідом натрію в ОВР з утворенням сірчистого газу SO 2.
Нарешті, можна врахувати можливість протікання реакції по-різному в залежності від температури, або від співвідношення кількостей речовин. Так, взаємодія хлору з лугом може на холоду давати гіпохлорит, а при нагріванні хлорат калію, хлорид алюмінію при реакції з лугом може дати і гідроксид алюмінію, і гідроксоалюмінат. Все це дозволяє для одного набору вихідних речовин написати не одну, а дві рівняння реакцій. Але треба враховувати, що це суперечить умові завдання: "між усіма запропонованими речовинами, не повторюючи пари реагентів". Тому, чи будуть всі такі рівняння зараховані, залежить від конкретного набору речовин і розсуду експерта.

Умова завдання С2 на ЄДІ з хімії - це текст, що описує послідовність експериментальних дій. Цей текст потрібно перетворити в рівняння реакцій.

Труднощі такого завдання в тому, що школярі слабо уявляють собі експериментальну, не «паперову" хімію. Не всі розуміють використовувані терміни і протікають процеси. Спробуємо розібратися.

Дуже часто поняття, які хіміку здаються абсолютно ясними, абітурієнтами сприймаються неправильно. Ось коротких словник таких понять.

Словник незрозумілих термінів.

1. навішування- це просто деяка порція речовини певної маси (її зважили на вагах). Вона не має відношення до навісу над ґанком :-)
2. прожарити- нагріти речовину до високої температури і гріти до закінчення хімічних реакцій. Це не «змішування з калієм» і не «проколювання цвяхом».
3. «Підірвали суміш газів»- це значить, що речовини прореагували з вибухом. Зазвичай для цього використовують електричну іскру. Колба або посудину при цьому не вибухають!
4. відфільтрувати- відокремити осад від розчину.
5. профільтрувати- пропустити розчин через фільтр, щоб відокремити осад.
6. фільтрат- це профільтрована розчин.
7. розчинення речовини- це перехід речовини в розчин. Воно може відбуватися без хімічних реакцій (наприклад, при розчиненні у воді кухонної солі NaCl виходить розчин кухонної ж солі NaCl, а не луг і кислота окремо), або в процесі розчинення речовина реагує з водою і утворює розчин іншої речовини (при розчиненні оксиду барію вийде розчин гідроксиду барію). Розчиняти можна речовини не тільки у воді, але і в кислотах, в лугах і т.д.
8. випарювання- це видалення з розчину води і летючих речовин без розкладання містяться в розчині твердих речовин.
9. упарювання- це просто зменшення маси води в розчині за допомогою кип'ятіння.
10. сплавлення- це спільне нагрівання двох або більше твердих речовин до температури, коли починається їх плавлення і взаємодія. З плаванням по річці нічого спільного не має :-)
11. Осад і залишок.
    Дуже часто плутають ці терміни. Хоча це зовсім різні поняття.
    «Реакція протікає з виділенням осаду»- це означає, що одне з речовин, які утворюються в реакції, малорастворимо. Такі речовини випадають на дно реакційної посудини (пробірки або колби).
    «Залишок»- це речовина, яка залишилося, Що не витратилося повністю або взагалі не прореагував. Наприклад, якщо суміш декількох металів обробили кислотою, а один з металів не прореагував - його можуть назвати залишком.
12. насиченийрозчин - це розчин, в якому при даній температурі концентрація речовини максимально можлива і більше вже не розчиняється.

    ненасиченийрозчин - це розчин, концентрація речовини в якому не є максимально можливою, в такому розчині можна додатково розчинити ще якусь кількість даної речовини, до тих пір, поки він не стане насиченим.

    розведенийі «Дуже» розбавленийрозчин - це вельми умовні поняття, швидше за якісні, ніж кількісні. Мається на увазі, що концентрація речовини невелика.

    Для кислот і лугів також використовують термін «Концентрований»розчин. Це теж характеристика умовна. Наприклад, концентрована соляна кислота має концентрацію всього близько 40%. А концентрована сірчана - це безводна, 100% -ва кислота.

Для того, щоб вирішувати такі завдання, треба чітко знати властивості більшості металів, неметалів і їх з'єднань: оксидів, гідроксидів, солей. Необхідно повторити властивості азотної та сірчаної кислот, перманганату і дихромата калію, окислювально-відновні властивості різних з'єднань, електроліз розчинів і розплавів різних речовин, реакції розкладання сполук різних класів, амфотерность, гідроліз солей та інших сполук, взаємний гідроліз двох солей.

Крім того, необхідно мати уявлення про колір і агрегатному стані більшості досліджуваних речовин - металів, неметалів, оксидів, солей.

Саме тому ми розбираємо цей вид завдань в самому кінці вивчення загальної та неорганічної хімії.
Розглянемо кілька прикладів подібних завдань.

Приклад 1:Продукт взаємодії літію з азотом обробили водою. Отриманий газ пропустили через розчин сірчаної кислоти до припинення хімічних реакцій. Отриманий розчин обробили хлоридом барію. Розчин профільтрували, а фільтрат змішали з розчином нітриту натрію і нагріли.

Рішення:

Приклад 2:наважкуалюмінію розчинили в розведеної азотної кислоти, при цьому виділялося газоподібне проста речовина. До отриманого розчину додали карбонат натрію до повного припинення виділення газу. Випав осад відфільтрувалиі прожарили, фільтрат упарити, Отриманий твердий залишок сплавилиз хлоридом амонію. Що виділився газ змішали з аміаком і нагріли отриману суміш.

Рішення:

Приклад 3:Оксид алюмінію сплавили з карбонатом натрію, отримане тверда речовина розчинили у воді. Через отриманий розчин пропускали сірчистий газ до повного припинення взаємодії. Випав осад відфільтрували, а до профільтрувати розчину додали бромную воду. Отриманий розчин нейтралізували гідроксидом натрію.

Рішення:

Приклад 4:Сульфід цинку обробили розчином соляної кислоти, отриманий газ пропустили через надлишок розчину гідроксиду натрію, потім додали розчин хлориду заліза (II). Отриманий осад піддали випалу. Отриманий газ змішали з киснем і пропустили над каталізатором.

Рішення:

Приклад 5:Оксид кремнію прожарили з великим надлишком магнію. Отриману суміш речовин обробили водою. При цьому виділився газ, який спалили в кисні. Твердий продукт спалювання розчинили в концентрованому розчині гідроксиду цезію. До отриманого розчину додали соляну кислоту.

Рішення:

Завдання С2 з варіантів ЄДІ з хімії для самостійної роботи.

1. Нітрат міді прожарили, отриманий твердий осад розчинили в сірчаної кислоти. Через розчин пропустили сірководень, отриманий чорний осад піддали випалу, а твердий залишок розчинили при нагріванні в концентрованій азотній кислоті.
2. Фосфат кальцію сплавили з вугіллям і піском, потім отримане проста речовина спалили в надлишку кисню, продукт спалювання розчинили в надлишку їдкого натру. До отриманого розчину прилив розчин хлориду барію. Отриманий осад обробили надлишком фосфорної кислоти.
3. Мідь розчинили в концентрованій азотній кислоті, отриманий газ змішали з киснем і розчинили у воді. В отриманому розчині розчинили оксид цинку, потім до розчину додали великий надлишок розчину гідроксиду натрію.
4. На сухий хлорид натрію подіяли концентрованої сірчаної кислотою при слабкому нагріванні, що утворюється газ пропустили в розчин гідроксиду барію. До отриманого розчину прилив розчин сульфату калію. Отриманий осад сплавили з вугіллям. Отриману речовину обробили соляною кислотою.
5. Наважку сульфіду алюмінію обробили соляною кислотою. При цьому виділився газ і утворився безбарвний розчин. До отриманого розчину додали розчин аміаку, а газ пропустили через розчин нітрату свинцю. Отриманий при цьому осад обробили розчином пероксиду водню.
6. Порошок алюмінію змішали з порошком сірки, суміш нагріли, отримане речовина обробили водою, при цьому виділився газ і утворився осад, до якого додали надлишок розчину гідроксиду калію до повного розчинення. Цей розчин випарили і прожарили. До отриманого твердого речовини додали надлишок розчину соляної кислоти.
7. Розчин йодиду калію обробили розчином хлору. Отриманий осад обробили розчином сульфіту натрію. До отриманого розчину додали спочатку розчин хлориду барію, а після відділення осаду - додали розчин нітрату срібла.
8. Сіро-зелений порошок оксиду хрому (III) сплавили з надлишком лугу, отримане речовина розчинили у воді, при цьому вийшов темно-зелений розчин. До отриманого лужному розчину додали пероксид водню. Вийшов розчин жовтого кольору, який при додаванні сірчаної кислоти набуває помаранчевий колір. При пропущенні сірководню через отриманий підкислений помаранчевий розчин він мутніє і знову стає зеленим.
9. (МІОО 2011, тренінгова робота) Алюміній розчинили в концентрованому розчині гідроксиду калію. Через отриманий розчин пропускали вуглекислий газ до припинення виділення осаду. Осад відфільтрували і прожарили. Отриманий твердий залишок сплавили з карбонатом натрію.
10. (МІОО 2011, тренінгова робота) Кремній розчинили в концентрованому розчині гідроксиду калію. До отриманого розчину додали надлишок соляної кислоти. Помутнілий розчин нагріли. Що виділився осад відфільтрували і прожарили з карбонатом кальцію. Напишіть рівняння описаних реакцій.

Відповіді до завдань для самостійного рішення:

1. або