Егэ с3 сложные по химии. Презентация на тему "сложные вопросы егэ по химии". Кислоты. Основания. Соли. Оксиды

МуниципальноЕ БЮДЖЕТНОЕ общеобразовательнОЕ учреждениЕ

«Средняя общеобразовательная школа № 37

с углублённым изучением отдельных предметов»

г. Выборг, Ленинградская область

«Решение расчётных задач повышенного уровня сложности»

(материалы по подготовке К ЕГЭ)

учитель химии

Подкладова Любовь Михайловна

2015 г.

Статистика проведения ЕГЭ свидетельствует, что примерно половина школьников справляется с половиной заданий. Анализируя итоги проверки результатов ЕГЭ по химии обучающихся нашей школы, я пришла к выводу, что необходимо усилить работу по решению расчётных задач, поэтому выбрала методическую тему «Решение задач повышенной сложности».

Задачи - особый вид заданий, требующий от обучающихся применения знаний в составлении уравнений реакций, иногда нескольких, составления логической цепочки в проведении расчётов. В результате решения из определенного набора исходных данных должны быть получены новые факты, сведения, значения величин. Если алгоритм выполнения задания заранее известен, оно превращается из задачи в упражнение, цель которых – превращение умений в навыки, доведение их до автоматизма. Поэтому на первых занятиях по подготовке обучающихся к ЕГЭ напоминаю о величинах и единицах их измерения.

Величина

Обозначение

Единицы измерения

в разных системах

г, мг, кг, т, …*(1г = 10 -3 кг)

л, мл, см 3 , м 3 , …

*(1мл = 1см 3 , 1 м 3 = 1000л)

Плотность

г/ мл, кг/ л, г/ л,…

Относительная атомная масса

Относительная молекулярная масса

Молярная масса

г/ моль, …

Молярный объём

V m или V M

л/моль, …(при н.у. – 22,4 л/моль)

Количество вещества

моль, кмоль, млмоль

Относительная плотность одного газа по другому

Массовая доля вещества в смеси или растворе

Объёмная доля вещества в смеси или растворе

Молярная концентрация

моль/ л

Выход продукта от теоретически возможного

Постоянная Авогадро

N A

6,02 10 23 моль -1

Температура

t 0 или

по шкале Цельсия

по шкале Кельвина

Давление

Па, кПа, атм., мм. рт. ст.

Универсальная газовая постоянная

8,31 Дж/моль∙ К

Нормальные условия

t 0 = 0 0 C или Т = 273К

Р = 101,3 кПа = 1атм = 760 мм. рт. ст.

Затем предлагаю алгоритм решения задач, который использую на протяжении нескольких лет в своей работе.

«Алгоритм решения расчётных задач».

V (р-ра) V (р-ра)

↓ρ ∙ V m / ρ

m (р-ра) m (р-ра)

↓m ∙ ω m / ω

m (в-ва) m (в-ва)

↓ m / M M ∙ n

n 1 (в-ва) -- по ур. р-ции. → n 2 (в-ва) →

V (газа) / V M ↓ n ∙ V M

V 1 (газа) V 2 (газа )

Формулы, используемые для решения задач.

n = m / M n (газа) = V (газа) / V M n = N / N A

ρ = m / V

D = M 1(газа) / M 2(газа)

D (H 2 ) = M (газа) / 2 D (возд.) = M ( газа) / 29

(М (Н 2 ) = 2 г/моль; М (возд.) = 29 г/моль)

ω = m (в-ва) / m (смеси или р-ра)  = V (в-ва) / V (смеси или р-ра)

 = m (практ.) / m (теор.)  = n (практ.) / n (теор.)  = V (практ.) / V (теор.)

С = n / V

М (смеси газов) = V 1 (газа) ∙ M 1(газа) + V 2 (газа) ∙ M 2(газа) / V (смеси газов)

Уравнение Менделеева – Клапейрона:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Для сдачи ЕГЭ, где типы заданий достаточно стандартны (№24, 25, 26), обучающемуся нужно прежде всего показать знание стандартных алгоритмов вычислений, и только в задании №39 ему может встретиться задание с неопределенным для него алгоритмом.

Классификация химических задач повышенной сложности затруднена тем, что большинство из них – задачи комбинированные. Я разделила расчетные задачи на две группы.

1.Задачи без использования уравнений реакций. Описывается некоторое состояние вещества или сложной системы. Зная одни характеристики этого состояния, надо найти другие. Примером могут служить задачи:

1.1 Расчеты по формуле вещества, характеристикам порции вещества

1.2 Расчеты по характеристикам состава смеси, раствора.

Задачи встречаются в ЕГЭ - № 24. Для обучающихся решение таких задач не вызывает затруднений.

2. Задачи с использованием одного или нескольких уравнений реакций. Для их решения кроме характеристик веществ надо использовать и характеристики процессов. В задачах этой группы можно выделить следующие типы задач повышенной сложности:

2.1 Образование растворов.

1) Какую массу оксида натрия необходимо растворить в 33,8 мл воды, чтобы получить 4%-ный раствор гидроксида натрия.

Найти:

m (Na 2 O )

Дано:

V (H 2 O ) = 33.8 мл

ω (NaOH ) = 4%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (NaOH ) = 40 г/моль

m (H 2 O) = 33.8 г

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH

1 моль 2моль

Пусть масса Na 2 O = x .

n (Na 2 O) = x/62

n (NaOH) = x/31

m (NaOH ) = 40x /31

m (р-ра) = 33.8 + x

0,04 = 40x /31∙ (33.8 + x )

x = 1,08, m (Na 2 O ) = 1,08 г

Ответ: m (Na 2 O ) = 1,08 г

2) К 200 мл раствора гидроксида натрия (ρ = 1,2 г/мл) с массовой долей щёлочи 20% добавили металлический натрий массой 69 г.

Какова массовая доля вещества в образовавшемся растворе?

Найти:

ω 2 (NaOH )

Дано:

V (NaO Н) р-ра = 200 мл

ρ (р-ра) = 1,2 г/мл

ω 1 (NaOH ) = 20%

m (Na ) = 69 г

М (Na ) =23 г/моль

Металлический натрий взаимодействует с водой в растворе щёлочи.

2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2

1 моль 2моль

m 1 (р-ра) = 200 ∙ 1,2 = 240 (г)

m 1 (NaOH ) в-ва = 240 ∙ 0,2 = 48 (г)

n (Na ) = 69/23 = 3 (моль)

n 2 (NaOH ) = 3 (моль)

m 2 (NaOH ) = 3 ∙ 40 = 120 (г)

m общ. (NaOH ) =120 + 48 = 168 (г)

n (Н 2) = 1,5 моль

m (H 2) = 3 г

m (р-ра после р-ции) = 240 + 69 – 3 = 306 (г)

ω 2 (NaOH ) = 168 / 306 = 0,55 (55%)

Ответ: ω 2 (NaOH ) = 55%

3) Какую массу оксида селена(VI ) следует добавить к 100 г 15%-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?

Найти:

m (SeO 3)

Дано:

m 1 (H 2 SeO 4) р-ра = 100 г

ω 1 (H 2 SeO 4) = 15%

ω 2 (H 2 SeO 4) = 30%

М (SeO 3) =127 г/моль

М (H 2 SeO 4) =145 г/моль

m 1 (H 2 SeO 4 ) = 15 г

SeO 3 + H 2 O = H 2 SeO 4

1 моль 1моль

Пусть m (SeO 3) = x

n (SeO 3 ) = x/127 = 0.0079x

n 2 (H 2 SeO 4 ) = 0.0079x

m 2 (H 2 SeO 4 ) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x

m общ . (H 2 SeO 4 ) = 1.1455x + 15

m 2 (р-ра) = 100 + х

ω (NaOH ) = m (NaOH ) / m (р-ра)

0,3 = (1.1455x + 1) /100 + x

x = 17,8, m (SeO 3 ) = 17,8 г

Ответ: m (SeO 3) = 17,8 г

2.2 Расчет по уравнениям реакций, когда одно из веществ находится в избытке/

1) К раствору, содержащему 9,84 г нитрата кальция, прибавили раствор, содержащий 9,84 г ортофосфата натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определите массы продуктов реакции и состав сухого остатка в массовых долях после выпаривания фильтрата, если считать, что образуются безводные соли.

Найти:

ω (NaNO 3)

ω (Na 3 PO 4)

Дано:

m (Сa (NO 3) 2)= 9,84 г

m (Na 3 PO 4)= 9,84 г

М (Na 3 PO 4) = 164 г/моль

М (Сa (NO 3) 2)=164 г/моль

М (NaNO 3) =85 г/моль

М (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 г/моль

2Na 3 PO 4 + 3 Сa(NO 3 ) 2 = 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4 ) 2 ↓

2 моль 3 моль 6 моль 1 моль

n (Сa(NO 3 ) 2 ) общ . = n (Na 3 PO 4 ) общ . = 9,84/164 =

Сa (NO 3) 2 0,06/3 < 0,06/2 Na 3 PO 4

Na 3 PO 4 взято в избытке,

расчёты проводим по n (Сa (NO 3) 2).

n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,02 моль

m (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 ∙ 0,02 = 6,2 (г)

n (NaNO 3) = 0,12 моль

m (NaNO 3) = 85 ∙ 0,12 = 10,2 (г)

В состав фильтрата входит раствор NaNO 3 и

раствор избытка Na 3 PO 4.

n прореаг. (Na 3 PO 4) =0,04 моль

n ост. (Na 3 PO 4) = 0,06 - 0,04 = 0,02(моль)

m ост. (Na 3 PO 4) = 164 ∙ 0,02 = 3,28 (г)

Сухой остаток содержит смесь солей NaNO 3 и Na 3 PO 4.

m (сух.ост.) = 3,28 + 10,2 = 13,48 (г)

ω (NaNO 3) = 10,2 / 13,48 = 0,76 (76%)

ω (Na 3 PO 4) = 24%

Ответ: ω (NaNO 3) = 76%, ω (Na 3 PO 4) = 24%

2) Сколько литров хлора выделится, если к 200 мл 35% - ной соляной кислоты

(ρ =1,17 г/мл) добавить при нагревании 26,1 г оксида марганца (IV ) ? Сколько г гидроксида натрия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?

Найти:

V (Cl 2)

m (NaO Н)

Дано:

m (MnO 2) = 26,1 г

ρ (HCl р-ра) = 1,17 г/мл

ω (HCl ) = 35%

V (HCl ) р-ра) = 200 мл.

М (MnO 2) =87 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

М (NaOH ) = 40 г/моль

V (Cl 2) = 6,72 (л)

m (NaOH ) = 24 (г)

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

1 моль 4моль 1 моль

2 NaO Н + Cl 2 = Na Cl+ Na ClO + H 2 O

2 моль 1 моль

n (MnO 2) =26.1 /87 = 0,3(моль)

m р-ра (НCl ) = 200 ∙ 1,17 = 234 (г)

m общ. (НCl ) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (г)

n (НCl ) = 81,9 /36,5 = 2,24(моль)

0,3 < 2.24 /4

НCl - в избытке, расчёты по n (MnO 2)

n (MnO 2) = n (Cl 2) =0,3 моль

V (Cl 2) = 0,3∙ 22,4 = 6,72 (л)

n (NaOH ) = 0,6 моль

m (NaOH ) = 0,6 ∙ 40 = 24 (г)

2.3 Состав раствора, полученного в ходе реакции.

1) В 25 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (ρ =1,28 г/мл) растворён оксид фосфора (V ), полученный при окислении 6,2 г фосфора. Какого состава образуется соль и какова её массовая доля в растворе?

Найти:

ω (соли)

Дано:

V (NaOH ) р-ра = 25 мл

ω (NaOH ) = 25%

m (Р) = 6,2 г

ρ (NaOH ) р-ра = 1,28 г/мл

М (NaOH ) = 40 г/моль

М (Р) =31 г/моль

М (Р 2 О 5) = 142 г/моль

М (NaH 2 РО 4) = 120г/моль

4Р + 5О 2 = 2 Р 2 О 5

4моль 2моль

6 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 3 РО 4 + 3 H 2 O

4 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 2 H РО 4 + H 2 O

n (Р) =6,2/31 = 0,2 (моль)

n (Р 2 О 5) = 0,1 моль

m (Р 2 О 5) = 0,1 ∙ 142 = 14,2 (г)

m (NaO Н) р-ра = 25 ∙ 1,28 = 32 (г)

m (NaO Н) в-ва =0,25 ∙ 32 = 8 (г)

n (NaO Н) в-ва = 8/40 = 0,2 (моль)

По количественному соотношению NaO Н и Р 2 О 5

можно сделать вывод, что образуется кислая соль NaH 2 РО 4.

2 NaO Н + Р 2 О 5 + H 2 O = 2 NaH 2 РО 4

2моль 1 моль 2моль

0,2моль 0,1 моль 0,2моль

n (NaH 2 РО 4) = 0,2 моль

m (NaH 2 РО 4) = 0,2 ∙ 120 = 24 (г)

m (р-ра после р-ции) = 32 + 14,2 = 46,2 (г)

ω (NaH 2 РО 4) = 24/ 46,2 = 0 52 (52%)

Ответ: ω (NaH 2 РО 4) = 52%

2) При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%

(ρ = 1,025 г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа (н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электролиза.

Найти:

m (Na 2 O )

Дано :

V (р-ра Na 2 SO 4) = 2л = 2000 мл

ω (Na 2 SO 4 ) = 4%

ρ (р- ра Na 2 SO 4 )=1 г/ мл

М (Н 2 O ) =18 г/моль

V (О 2) = 448 л

V М = 22,4 л/ моль

При электролизе сульфата натрия проходит разложение воды, на аноде выделяется газ кислород.

2 H 2 O = 2 H 2 + О 2

2 моль 1моль

n (О 2) = 448/22,4 = 20 (моль)

n (H 2 O ) = 40 моль

m (H 2 O ) разл. = 40 ∙ 18 = 720 (г)

m (р-ра до эл-за) = 2000 ∙ 1,025 = 2050 (г)

m (Na 2 SO 4) в-ва = 2050 ∙ 0,04 = 82 (г)

m (р-ра после эл-за) = 2050 – 720 = 1330 (г)

ω (Na 2 SO 4 ) = 82 / 1330 = 0,062 (6,2%)

Ответ: ω (Na 2 SO 4 ) = 0,062 (6,2%)

2.4 В реакцию вступает смесь известного состава, необходимо найти порции затраченных реагентов, и /или полученных продуктов.

1) Определить объём смеси газов оксида серы (IV ) и азота, в которой содержится 20 % сернистого газа по массе, который надо пропустить через 1000 г 4%-ного раствора гидроксида натрия, чтобы массовые доли солей, образующихся в растворе, стали одинаковыми.

Найти:

V (газов)

Дано:

m (NaOH ) = 1000 г

ω (NaOH ) = 4%

m (средней соли) =

m (кислой соли)

М (NaOH ) =40 г/моль

Ответ: V (газов) = 156,8

NaO Н + SO 2 = NaHSO 3 (1)

1 моль 1 моль

2NaO Н + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)

2 моль 1моль

m (NaOH ) в-ва = 1000 ∙ 0,04 = 40 (г)

n (NaOH ) = 40/40 = 1 (моль)

Пусть n 1 (NaOH ) = x , тогда n 2 (NaOH ) = 1 - x

n 1 (SO 2 ) = n (NaHSO 3 ) = x

M (NaHSO 3 ) = 104 x n 2 (SO 2 ) = (1 – x) / 2 = 0,5 ∙ (1 – x)

m (Na 2 SO 3) = 0,5 ∙ (1 – x ) ∙ 126 = 63 (1 – х)

104 x = 63 (1 – х)

х = 0,38 моль

n 1 (SO 2) =0,38 моль

n 2 (SO 2 ) = 0,31 моль

n общ . (SO 2 ) = 0,69 моль

m общ. (SO 2) = 0,69 ∙ 64 = 44,16 (г) – это составляет 20% от массы смеси газов. Масса газа азота составляет 80 %.

m (N 2) = 176,6 г, n 1 (N 2) = 176,6 / 28 = 6,31 моль

n общ. (газов)= 0,69 + 6,31 = 7 моль

V (газов) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (л)

2) При растворении 2,22 г смеси железных и алюминиевых опилок в 18,25%-ном растворе соляной кислоты (ρ = 1,09 г/мл) выделилось 1344 мл водорода (н.у.). Найдите процентное содержание каждого из металлов в смеси и определите объём соляной кислоты, который потребовался для растворения 2,22 г смеси.

Найти:

ω (Fe )

ω (Al )

V (HCl ) р-ра

Дано:

m (смеси) = 2,22 г

ρ (HCl р-ра) = 1,09 г/мл

ω (HCl ) = 18,25%

M (Fe ) = 56 г/моль

М (Al ) =27 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

Ответ: ω (Fe ) = 75.7%,

ω (Al ) = 24,3%,

V (HCl ) р-ра) = 22 мл.

Fe + 2HCl = 2 FeCl 2 + H 2

1 моль 2моль 1 моль

2Al + 6HCl = 2 AlCl 3 + 3H 2

2 моль 6 моль 3моль

n (Н 2) =1,344 /22.4 = 0.06 (моль)

Пусть m (Al ) = x , тогда m (Fe ) = 2,22 - х;

n 1 (Н 2) = n (Fe ) =(2.22 – x ) / 56

n (Al ) = х / 27

n 2 (Н 2) = 3х / 27∙ 2 = х / 18

x /18 +(2,22 – х) / 56 = 0,06

х = 0,54, m (Al ) = 0,54 г

ω (Al ) = 0,54 / 2.22 = 0.243 (24.3%)

ω (Fe ) = 75.7%

n (Al ) = 0.54 / 27 = 0.02 (моль)

m (Fe ) = 2,22 – 0.54 = 1.68 (г)

n (Fe ) =1.68 / 56 = 0,03 (моль)

n 1 (НCl ) = 0.06 моль

n (NaOH ) = 0,05 моль

m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5 (г)

V (HCl ) р-ра = 24/1,09 = 22 (мл)

3) Газ, полученный при растворении 9,6 г меди в концентрированной серной кислоте, пропустили через 200 мл раствора гидроксида калия (ρ =1 г/мл, ω (К OH ) = 2,8 %). Какого состава образуется соль? Определить её массу.

Найти:

m (соли)

Дано:

m (Cu ) = 9.6 г

V (КO Н) р-ра = 200 мл

ω (КOH ) = 2,8%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (Cu ) =64 г/моль

М (КOH ) =56 г/моль

М (КНSO 3) =120 г/моль

Ответ: m (КНSO 3) = 12 г

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

1 моль 1 моль

КO Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

2 КO Н + SO 2 = K 2 SO 3 + H 2 O

2 моль 1моль

n (SO 2) = n (Cu ) =6,4/64 = 0,1 (моль)

m (КO Н) р-ра = 200 г

m (КO Н) в-ва = 200 г ∙ 0,028 = 5,6 г

n (КO Н) =5,6/56 = 0,1 (моль)

По количественному соотношению SO 2 и КОН можно сделать вывод, что образуется кислая соль KHSO 3.

КO Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

n (КНSO 3) = 0,1 моль

m (КНSO 3) = 0,1 ∙ 120 = 12 г

4) Через 100 мл 12,33% - ного раствора хлорида железа (II ) (ρ =1.03г/мл) пропускали хлор до тех пор, пока концентрация хлорида железа (III ) в растворе не стала равна концентрации хлорида железа (II ). Определите объём поглощённого хлора (н.у.)

Найти:

V (Cl 2)

Дано:

V (FeCl 2) = 100 мл

ω (FeCl 2) = 12,33%

ρ (р-ра FeCl 2) =1,03г/мл

М (FeCl 2) = 127 г/моль

М (FeCl 3) = 162,5 г/моль

V М = 22,4 л/ моль

m (FeCl 2) р-ра = 1,03 ∙ 100 = 103 (г)

m (FeCl 2) р-в-ва = 103 ∙ 0,1233 = 12,7 (г)

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

2 моль 1моль 2моль

Пусть n (FeCl 2) прореаг. = х, тогда n (FeCl 3) обр. = х;

m (FeCl 2) прореаг. = 127х

m (FeCl 2) ост. = 12,7 - 127х

m (FeCl 3) обр. = 162,5х

По условию задачи m (FeCl 2) ост. = m (FeCl 3)

12,7 - 127х = 162,5х

х = 0,044, n (FeCl 2) прореаг. = 0,044 моль

n (Cl 2) = 0,022 моль

V (Cl 2) = 0,022 ∙ 22,4 = 0,5 (л)

Ответ: V (Cl 2) = 0,5 (л)

5) После прокаливания смеси карбонатов магния и кальция масса выделившегося газа оказалась равна массе твёрдого остатка. Определит массовые доли веществ в исходной смеси. Какой объём углекислого газа (н.у.) может быть поглощён 40 г этой смеси, находящейся в виде суспензии.

Найти:

ω (MgCO 3)

ω (CaCO 3)

Дано:

m (тв.прод.) = m (газа )

m (смеси карбонатов )=40г

М (MgO ) = 40 г/моль

М СаO = 56 г/моль

М (CO 2) = 44 г/моль

М (MgCO 3) = 84 г/моль

М (СаCO 3) = 100 г/моль

1) Проведём расчеты, используя 1 моль смеси карбонатов.

MgCO 3 = MgO + CO 2

1моль 1 моль 1моль

CaCO 3 = CaO + CO 2

1 моль 1моль 1моль

Пусть n (MgCO 3) = x , тогда n (CaCO 3) = 1 – x .

n (MgO) = x, n (CaO) = 1 - x

m (MgO) = 40x

m (СаO ) = 56 ∙ (1 – x ) = 56 – 56x

Из смеси, взятой количеством 1 моль, образуется углекислый газ, количеством 1 моль.

m (CO 2) = 44.г

m (тв.прод.) = 40x + 56 - 56x = 56 - 16x

56 - 16x = 44

x = 0,75,

n (MgCO 3) = 0,75 моль

n (СаCO 3) = 0,25 моль

m (MgCO 3) = 63 г

m (СаCO 3) = 25 г

m (смеси карбонатов) = 88 г

ω (MgCO 3) = 63/88 = 0,716 (71,6%)

ω (CaCO 3) = 28,4%

2) Суспензия смеси карбонатов при пропускании углекислого газа превращается в смесь гидрокарбонатов.

MgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg(НCO 3 ) 2 (1)

1 моль 1 моль

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

1 моль 1моль

m (MgCO 3) = 40 ∙ 0,75 = 28,64(г)

n 1 (СO 2) = n (MgCO 3) = 28,64/84 = 0,341 (моль)

m (СаCO 3) = 11,36 г

n 2 (СO 2) = n (СаCO 3) =11,36/100 = 0,1136 моль

n общ. (СO 2) = 0,4546 моль

V (CO 2) = n общ. (СO 2) ∙ V М = 0,4546∙ 22,4 = 10,18 (л)

Ответ: ω (MgCO 3) = 71,6%, ω (CaCO 3) = 28,4%,

V (CO 2 ) = 10,18 л.

6) Смесь порошков алюминия и меди массой 2,46 г нагрели в токе кислорода. Полученное твёрдое вещество растворили в 15 мл раствора серной кислоты (массовая доля кислоты 39,2%, плотность 1,33 г/мл). Смесь полностью растворилась без выделения газа. Для нейтрализации избытка кислоты потребовался 21 мл раствора гидрокарбоната натрия с концентрацией 1,9 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в смеси и объём кислорода (н.у.), вступившего в реакцию .

Найти:

ω (Al ); ω (Cu )

V (O 2)

Дано:

m (смеси) = 2.46 г

V (NaHCO 3 ) = 21 мл=

0,021 л

V (H 2 SO 4 ) = 15 мл

ω(H 2 SO 4 ) = 39,2%

ρ (H 2 SO 4 ) = 1,33 г/ мл

С(NaHCO 3) = 1,9моль/л

М(Al )=27 г/моль

М(Cu )=64 г/моль

М(H 2 SO 4)=98 г/моль

V м = 22,4 л/моль

Ответ: ω (Al ) = 21.95%;

ω (Cu ) = 78.05%;

V (O 2) = 0,672

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

4моль 3 моль 2моль

2Cu + O 2 = 2CuO

2моль 1 моль 2 моль

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (1)

1 моль 3 моль

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (2)

1 моль 1 моль

2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + СО 2 (3)

2 моль 1 моль

m (H 2 SO 4) р-ра =15 ∙ 1,33 = 19.95 (г)

m (H 2 SO 4) в-ва = 19.95 ∙ 0,393 = 7,8204 (г)

n (H 2 SO 4) общ = 7,8204/98 = 0,0798 (моль)

n (NaHCO 3) = 1,9 ∙ 0,021 = 0,0399 (моль)

n 3 (H 2 SO 4 ) = 0,01995 (моль)

n 1+2 (H 2 SO 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (моль)

4) Пусть n (Al) = x, . m (Al) = 27x

n (Cu) = y, m (Cu) = 64y

27x + 64y = 2,46

n (Al 2 O 3 ) = 1,5x

n (CuO) = y

1,5x + y = 0.0585

x = 0,02; n (Al) = 0.02 моль

27x + 64y = 2,46

y = 0,03; n (Cu) = 0,03 моль

m (Al) = 0,02 ∙ 27 = 0,54

ω (Al) = 0,54 / 2.46 = 0.2195 (21.95%)

ω (Cu) = 78.05%

n 1 (O 2 ) = 0.015 моль

n 2 (O 2 ) = 0.015 моль

n общ . (O 2 ) = 0.03 моль

V (O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (л)

7) При растворении в воде 15,4 г сплава калия с натрием выделилось 6,72 л водорода (н.у.) Определите молярное отношение металлов в сплаве.

Найти:

n (К) : n(Na )

m (Na 2 O )

Дано:

m (сплава) = 15,4 г

V (H 2) = 6,72 л

М (Na ) =23 г/моль

М (К) =39 г/моль

n (К) : n (Na ) = 1: 5

2К + 2H 2 O = 2 КOH + H 2

2 моль 1 моль

2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2

2 моль 1 моль

Пусть n (К) = x , n (Na ) = у, тогда

n 1 (Н 2) = 0,5 х; n 2 (Н 2) = 0,5у

n (Н 2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 (моль)

m (К) = 39 x ; m (Na ) = 23 у

39х + 23 у = 15,4

х = 0,1, n (К) = 0,1 моль;

0,5х + 0,5у = 0,3

у = 0,5, n (Na ) = 0,5 моль

8) При обработке 9 г смеси алюминия с оксидом алюминия 40%-ным раствором гидроксида натрия (ρ =1,4 г/мл) выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определить массовые доли веществ в исходной смеси и объём раствора щёлочи, вступивший в реакции.

Найти:

ω (Al )

ω (Al 2 O 3)

V р-ра (NaOH )

Дано:

M (см.) = 9 г

V (H 2) = 33.8мл

ω (NaOH ) = 40%

М(Al ) = 27 г/моль

М(Al 2 O 3) = 102 г/моль

М(NaOH ) = 40 г/моль

2Al + 2 NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3H 2

2 моль 2 моль 3 моль

Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3H 2 O = 2 Na

1моль 2моль

n (H 2) = 3,36/22,4 = 0,15 (моль)

n (Al ) = 0,1 моль m (Al ) = 2.7 г

ω (Al) = 2,7 / 9 = 0,3 (30%)

ω (Al 2 O 3 ) = 70%

m (Al 2 O 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 (г)

n (Al 2 O 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 (моль)

n 1 (NaOH) = 0,1 моль

n 2 (NaOH) = 0,12 моль

n общ . (NaOH) = 0,22 моль

m р - ра (NaOH) = 0,22 ∙ 40 /0.4 = 22 (г)

V р - ра (NaOH) = 22 / 1.4 = 16 (мл)

Ответ: ω (Al) = 30%, ω(Al 2 O 3 ) = 70%, V р - ра (NaOH) = 16 мл

9) Сплав алюминия и меди массой 2 г обработали раствором гидроксида натрия, с массовой долей щёлочи 40 % (ρ =1,4 г/мл). Не растворившийся осадок отфильтровали, промыли и обработали раствором азотной кислоты. Полученную смесь выпарили досуха, остаток прокалили. Масса полученного продукта составила 0,8 г. Определите массовую долю металлов в сплаве и объём израсходованного раствора гидроксида натрия.

Найти:

ω (Cu ); ω (Al )

V р-ра (NaOH )

Дано:

m (смеси)=2 г

ω (NaOH )=40%

М(Al )=27 г/моль

М(Cu )=64 г/моль

М(NaOH )=40 г/моль

В щёлочи растворяется только алюминий.

2Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na + 3 H 2

2моль 2моль 3моль

Медь – нерастворившийся остаток.

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu (NO 3 ) 2 + 4 H 2 O + 2 NO

3 моль 3 моль

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

2моль 2моль

n (CuO ) = 0,8 / 80 = 0,01 (моль)

n (CuO) = n (Cu(NO 3 ) 2 ) = n (Cu) = 0,1 моль

m (Cu) = 0,64 г

ω (Cu) = 0,64 / 2 = 0,32 (32%)

ω (Al) = 68%

m (Al ) = 9 – 0,64 = 1,36(г)

n (Al ) = 1,36 / 27 = 0,05 (моль)

n (NaOH ) = 0,05 моль

m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (г)

V р-ра (NaOH ) = 5 / 1.43 = 3,5 (мл)

Ответ: ω (Cu ) = 32%, ω (Al ) = 68%, V р-ра (NaOH ) = 3,5 мл

10) Прокалили смесь нитратов калия, меди и серебра массой 18,36 г. Объём выделившихся газов составил 4,32 л (н.у.). Твёрдый остаток обработали водой, после чего его масса уменьшилась на 3,4 г. Найти массовые доли нитратов в исходной смеси.

Найти :

ω (KNO 3 )

ω (Cu(NO 3 ) 2 )

ω (AgNO 3)

Дано:

m (смеси) = 18,36 г

∆m (твёрд. ост. )=3,4 г

V (CO 2) = 4,32 л

М (КNO 2) =85 г/моль

М (КNO 3) =101 г/моль

2 КNO 3 = 2 КNO 2 + O 2 (1)

2 моль 2 моль 1моль

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

2 моль 2моль 4 моль 1 моль

2 AgNO 3 = 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 (3)

2 моль 2моль 2моль 1моль

CuO + 2H 2 O = взаимодействие не возможно

Ag + 2H 2 O = взаимодействие не возможно

КNO 2 + 2H 2 O = растворение соли

Изменение массы твёрдого остатка произошло за счёт растворения соли, следовательно:

m (КNO 2) = 3,4 г

n (КNO 2) = 3,4 / 85 = 0,04 (моль)

n (КNO 3) = 0,04 (моль)

m (КNO 3) = 0,04∙ 101 = 4,04 (г)

ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)

n 1 (O 2) = 0,02 (моль)

n общ. (газов) = 4,32 / 22,4 = 0,19 (моль)

n 2+3 (газов) = 0,17 (моль)

m (смеси без КNO 3) = 18,36 – 4,04 = 14,32 (г)

Пусть m (Cu(NO 3 ) 2 ) = x, тогда m (AgNO 3 ) = 14,32 – x.

n (Cu(NO 3 ) 2 ) = x / 188,

n (AgNO 3) = (14,32 – x ) / 170

n 2 (газов) = 2,5х / 188,

n 3 (газов) = 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170,

2,5х/188 + 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170 = 0,17

х = 9,75, m (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 г

ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)

ω (AgNO 3 ) = 24,09%

Ответ: ω (KNO 3 ) = 22%, ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 53,1%, ω (AgNO 3 ) = 24,09%.

11) Смесь гидроксида бария, карбонатов кальция и магния массой 3,05 г прокалили до удаления летучих веществ. Масса твёрдого остатка составила 2,21 г. Летучие продукты привели к нормальным условиям и газ пропустили через раствор гидроксида калия, масса которого увеличилась на 0,66 г. Найти массовые доли веществ в исходной смеси.

ω (Вa (O Н) 2)

ω (Сa СO 3)

ω (Mg СO 3)

m (смеси) = 3,05 г

m (тв.ост.) = 2,21 г

∆ m (КОН) = 0,66 г

М (H 2 O ) =18 г/моль

М (СО 2) =44 г/моль

М (Вa (O Н) 2) =171 г/моль

М (СаСО 2) =100 г/моль

М (Mg СО 2) =84 г/моль

Вa (O Н) 2 = H 2 O + ВaO

1 моль 1моль

Сa СO 3 = СО 2 + СaO

1 моль 1моль

Mg СO 3 = СО 2 + MgO

1 моль 1моль

Масса КОН увеличилась за счёт массы поглощённого СО 2

КОН + СО 2 →…

По закону сохранения массы веществ

m (H 2 O ) =3,05 – 2,21 – 0,66 = 0,18 г

n (H 2 O ) = 0,01 моль

n (Вa (O Н) 2) = 0,01 моль

m (Вa (O Н) 2) = 1,71 г

ω (Вa (O Н) 2) = 1,71 /3.05 = 0.56 (56%)

m (карбонатов) = 3,05 – 1,71 = 1,34 г

Пусть m (Сa СO 3) = x , тогда m (Сa СO 3) = 1,34 – x

n 1 (СO 2) = n (Сa СO 3) = x /100

n 2 (СO 2) = n (Mg СO 3) = (1,34 - x )/84

x /100 + (1,34 - x )/84 = 0,015

x = 0,05, m (Сa СO 3) = 0,05 г

ω (Сa СO 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)

ω (Mg СO 3) =28%

Ответ: ω (Вa (O Н) 2) = 56%, ω (Сa СO 3) = 16%, ω (Mg СO 3) =28%

2.5 В реакцию вступает неизвестное веществ o / образуется в ходе реакции.

1) При взаимодействии водородного соединения одновалентного металла со 100 г воды получили раствор с массовой долей вещества 2,38%. Масса раствора оказалась на 0,2 г меньше суммы масс воды и исходного водородного соединения. Определите, какое соединение было взято.

Найти:

Дано:

m (H 2 O ) = 100 г

ω (МеOH ) = 2,38%

∆ m (р-ра) = 0,2 г

М (H 2 O ) = 18 г/моль

МеН + H 2 O = МеOH + Н 2

1 моль 1моль 1моль

0,1 моль 0,1моль 0,1моль

Масса конечного раствора уменьшилась на массу газа водорода.

n (Н 2) = 0,2/2 = 0,1 (моль)

n (H 2 O ) прореаг. = 0,1 моль

m (H 2 O ) прореаг = 1,8 г

m (H 2 O в р-ре ) = 100 – 1,8 = 98,2 (г)

ω (МеOH ) = m (МеOH ) / m (р-ра г/моль

Пусть m (МеOH ) = х

0,0238 = х / (98,2 + x )

x = 2,4, m (МеO Н) = 2,4 г

n (МеO Н) = 0,1 моль

М (МеO Н) = 2,4 / 0,1 = 24 (г/моль)

М (Ме) = 7 г/моль

Ме - Li

Ответ: Li Н.

2) При растворении 260 г неизвестного металла в сильно разбавленной азотной кислоте образуются две соли: Ме(N О 3 ) 2 и X . При нагревании X с гидроксидом кальция выделяется газ, который с ортофосфорной кислотой образует 66 г гидроортофосфата аммония. Определите металл и формулу соли X .

Найти:

Дано:

m (Ме) = 260 г

m ((NH 4) 2 HPO 4) = 66 г

М ((NH 4) 2 HPO 4) =132 г/моль

Ответ: Zn , соль - NH 4 NO 3.

4Me + 10HNO 3 = 4Me(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4 моль 1 моль

2NH 4 NO 3 +Ca(OH) 2 = Ca(NO 3 ) 2 +2NH 3 + 2H 2 O

2 моль 2 моль

2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4

2 моль 1моль

n ((NH 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0.5 (моль)

n (N Н 3) = n (NH 4 NO 3) = 1 моль

n (Ме) = 4моль

М (Ме) = 260/4 = 65 г/моль

Ме - Zn

3) В 198,2 мл раствора сульфата алюминия (ρ = 1 г/мл) опустили пластину неизвестного двухвалентного металла. Через некоторое время масса пластины уменьшилась на 1,8 г, а концентрация образовавшейся соли составила 18%. Определите металл.

Найти:

ω 2 (NaOH )

Дано:

V р-ра = 198.2 мл

ρ (р-ра) = 1 г/мл

ω 1 (соли) = 18%

∆m (р-ра) =1,8 г

М (Al ) =27 г/моль

Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Me = 2 Al+ 3MeSO 4

3 моль 2 моль 3 моль

m (р-ра до р-ции) = 198.2 (г)

m (р-ра после р-ции) = 198.2 + 1,8 = 200(г)

m (MeSO 4) в-ва = 200 ∙ 0,18 = 36 (г)

Пусть М (Ме) = х, тогда М (MeSO 4) = х + 96

n (MeSO 4) = 36 / (х + 96)

n (Ме) = 36/ (х + 96)

m (Ме) = 36x / (х + 96)

n (Al ) = 24 / (х + 96),

m (Al ) = 24 ∙ 27 / (х + 96)

m (Ме) ─ m (Al ) = ∆m (р-ра)

36x / (х + 96) ─ 24 ∙ 27 / (х + 96) = 1,8

х = 24, М (Ме) = 24 г/моль

Металл - Mg

Ответ: Mg .

4) При термическом разложении 6,4 г соли в сосуде ёмкостью 1 л при 300,3 0 С создалось давление 1430 кПа. Определите формулу соли, если при разложении её образуется вода и плохо растворимый в ней газ.

Найти:

Формулу соли

Дано:

m (соли) = 6,4 г

V (сосуда) = 1 л

Р = 1430 кПа

t =300.3 0 C

R = 8.31Дж/моль∙ К

n (газа) = PV /RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573,3 = 0,3 (моль)

Условию задачи отвечают два уравнения:

NH 4 NO 2 = N 2 + 2 H 2 O ( газ)

1 моль 3 моль

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O (газ)

1 моль 3 моль

n (соли) = 0,1 моль

М (соли) = 6,4/0,1 = 64 г/моль (NH 4 NO 2)

Ответ: NH 4 N

Литература.

1 .Н.Е.Кузьменко, В.В.Ерёмин, А.В.Попков «Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы», Москва, «Дрофа» 1999

2. Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Сборник задач по химии», Москва «Новая Волна * Оникс» 2000

3. К.Н.Зеленин, В.П.Сергутина, О.В., О.В.Солод «Пособие по химии для поступающих в Военно – медицинскую академию и другие высшие медицинские учебные заведения»,

Санкт – Петербург, 1999

4. Пособие для поступающих в медицинские институты «Задачи по химии с решениями»,

Санкт – Петербургский медицинский институт им.И.П.Павлова

5. ФИПИ «ЕГЭ ХИМИЯ» 2009 – 2015 г.

В школе у меня была химия для галочки, не больше. В 9 классе полгода не было этого предмета, а остальные полгода вел... пожарник. В 10-11 классе химия проходила так: половину семестра я не ходил на нее, потом сдавал три скаченных презентации, и мне ставили гордую «пять», потому что ездить 6 дней в неделю за 12 км в школу (жил в деревне, учился в городе) было, мягко говоря, лень.

И вот в 11 классе я решил сдавать химию. Уровень моего знания химии равнялся нулю. Помню, как был удивлен существованием иона аммония:

– Татьяна Александровна, что это такое? (Указываю на NH4+)

– Ион аммония, образуется при растворении аммиака в воде, схож с ионом калия

– Первый раз вижу

Теперь о Татьяне Александровне. Это мой репетитор по химии с октября по июнь 13/14 учебного года. До февраля я просто ходил к ней, просиживал штаны, слушал скучную теорию по общей и неорганической химии. Потом настал февраль и я понял, что ЕГЭ слишком близко... Что делать?! Готовиться!

Подписывайся на «ПУ» в телеграме . Только самое важное.

Мало-помалу, решая варианты (сначала без органики) я готовился. В конце марта мы закончили изучение НЕОРГАНИКИ, был пробник, который я написал на 60 баллов и почему-то очень радовался. А цель была мощная, выше 90 баллов (на мой факультет нужно было много баллов). А все знание органики ограничивалось гомологическим рядом метана.

За апрель-май предстояла сложная задача: выучить всю органику. Что ж, я сидел до 11 ночи, пока не слипались глаза, решал тесты, набивал руку. Помню, что в последний вечер перед экзаменом разбирал тему «амины». В общем, времени в обрез.

Как проходил сам экзамен: с утра прорешал один вариант (чтобы включить мозг), пришел в школу. Это был самый настороженный час моей жизни. Во-первых, химия для меня была самым сложным экзаменом. Во-вторых, сразу после химии должны были сказать результаты ЕГЭ по русскому. На экзамене еле-еле хватило времени, хотя досчитать задачу С4 не хватило. Сдал на 86 баллов, что неплохо для нескольких месяцев подготовки. Ошибки были в части С, одна в В (как раз на амины) и одна спорная ошибка в А, но подавать апелляцию на А нельзя.

Татьяна Александровна успокаивала, говорила, что просто еще не уложилось в голове. Но на этом история не заканчивается...

На свой факультет я не поступил в прошлом году. Поэтому было принято решение: со второго раза получится!

Начал готовиться прямо с первого сентября. В этот раз не было никакой теории, просто нарешивание тестов, чем больше и быстрее, тем лучше. Дополнительно занимался «сложной» химией для вступительного экзамена в университет, а также полгода у меня был предмет под названием «общая и неорганическая химия», который вела сама Ольга Валентиновна Архангельская, организатор Всероссийской олимпиады по химии. Так прошло полгода. Знание химии выросло в разы. Приехал домой в марте, полная изоляция. Продолжил подготовку. Я просто решал тесты! Много! Всего около 100 тестов, причем некоторые из них по несколько раз. Сдал экзамен на 97 баллов за 40 минут.

1) Обязательно изучайте теорию, а не только решайте тесты. Лучшим учебником считаю «Начала химии» Еремина и Кузьменко. Если книга покажется слишком большой и сложной, то есть упрощенная версия (которой достаточно для ЕГЭ) – «Химия для школьников старших классов и поступающих в вузы»;

2) Отдельно обратите внимание на темы: производства, техника безопасности, химическая посуда (как бы это абсурдно не звучало), альдегиды и кетоны, пероксиды, d-элементы;

3) Решив тест, обязательно проверьте свои ошибки. Не просто посчитайте кол-во ошибок, а именно посмотрите какой ответ правильный;

4) Используйте круговой метод решения. То есть прорешали сборник 50 тестов, прорешайте его снова, через месяц-два. Так вы закрепите мало запоминающийся для вас материал;

5) Шпаргалкам - быть! Пишите шпаргалки, обязательно от руки и желательно мелко. Таким образом, вы запомните проблемную информацию лучше. Ну и никто не запрещает ими воспользоваться на экзамене (только в туалете!!!), главное быть аккуратным.

6) Рассчитайте свое время вместе с оформлением. Главная проблема экзамена по химии - нехватка времени;

7) Оформляйте задачи (желательно) так, как они оформляются в сборниках. Вместо «ню» пишите «n», например.

Рассказал Егор Советников

Статистика беспощадно утверждает, что даже далеко не каждому школьному "отличнику" удается сдать ЕГЭ по химии на высокий балл. Известны случаи, когда они не преодолевали нижнюю границу и даже "заваливали" экзамен. Почему? Какие существуют хитрости и секреты правильной подготовки к итоговой аттестации? Какие 20% знаний на ЕГЭ важнее остальных? Давайте разбираться. Сначала - с неорганической химией, через несколько дней - с органической.

1. Знание формул веществ и их названий

Не выучив все необходимые формулы, на ЕГЭ делать нечего! В современном школьном химическом образовании - это существенный пробел. Но вы же не учите русский или английский язык, не зная азбуку? В химии есть своя азбука. Так что не ленимся - запоминаем формулы и названия неорганических веществ:


2. Применение правила противоположности свойств

Даже не зная детали тех или иных химических взаимодействий, многие задания части А и части В можно выполнить безошибочно, зная только это правило: взаимодействуют вещества, противоположные по своим свойствам , то есть, кислотные (оксиды и гидроксиды) - с основными, и, наоборот, основные - с кислотными. Амфотерные - и с кислотными, и с основными.

Неметаллы образуют только кислотные оксиды и гидроксиды.
Металлы более разнообразны в этом смысле, и все зависит от их активности и степени окисления. Например, у хрома, как известно, в степени окисления +2 - свойства оксида и гидроксида основные, в +3 - амфотерные, в +6 - кислотные. Всегда амфотерны бериллий, алюминий, цинк, а, значит, и их оксиды и гидроксиды. Только основные оксиды и гидроксиды - у щелочных, щелочно-земельных металлов, а также у магния и меди.

Также правило противоположности свойств можно применить к кислым и основным солям: вы точно не ошибетесь, если отметите, что кислая соль вступит в реакцию со щелочью, а основная - с кислотой.


3. Знание "вытеснительных" рядов

  • Вытеснительный ряд металлов: металл, стоящий в ряду активностей левее вытесняет из раствора соли только тот металл, который находится правее его: Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
  • Вытеснительный ряд кислот: только более сильная кислота вытеснит из раствора соли другую, менее сильную (летучую, выпадающую в осадок) кислоту. Большинство кислот справляется и с нерастворимыми солями: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
  • Вытеснительный ряд неметаллов: более сильный неметалл (в основном, речь идет о галогенах) вытеснит более слабый из раствора соли: Cl2 + 2 NaBr = Br2 + 2 NaCl

Часть С на ЕГЭ по химии начинается с задания С1, которое предполагает составление окислительно-восстановительной реакции (содержащей уже часть реагентов и продуктов). Оно сформулировано таким образом:

С1. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции. Определите окислитель и восстановитель.

Часто абитуриенты считают, что уж это задание не требует особой подготовки. Однако оно содержит подводные камни, которые мешают получить за него полный балл. Давайте разберёмся, на что обратить внимание.

Теоретические сведения.

Перманганат калия как окислитель.

+ восстановители
в кислой среде в нейтральной среде в щелочной среде
(соль той кислоты, которая участвует в реакции)
 Манганат или , -

Дихромат и хромат как окислители.

(кислая и нейтральная среда), (щелочная среда) + восстановители всегда получается
кислая среда нейтральная среда щелочная среда
Соли тех кислот, которые участвуют в реакции: в растворе, или в расплаве

Повышение степеней окисления хрома и марганца.

+ очень сильные окислители (всегда независимо от среды!)
, соли, гидроксокомплексы + очень сильные окислители:
а), кислородсодержащие соли хлора (в щелочном расплаве)
б) (в щелочном растворе)

Щелочная среда:

образуется хромат

, соли + очень сильные окислители в кислой среде или

Кислая среда:

образуется дихромат или дихромовая кислота

- оксид, гидроксид, соли + очень сильные окислители:
, кислородсодержащие соли хлора (в расплаве)

Щелочная среда:

Манганат
- соли + очень сильные окислители в кислой среде или

Кислая среда:

Перманганат
- марганцевая кислота

Азотная кислота с металлами.

- не выделяется водород , образуются продукты восстановления азота.

Чем активнее металл и чем меньше концентрация кислоты, тем дальше восстанавливается азот

Неметаллы + конц. кислота 		Неактивные металлы (правее железа) + разб. кислота Активные металлы (щелочные, щелочноземельные, цинк) + конц. кислота Активные металлы (щелочные, щелочноземельные, цинк) + кислота среднего разбавления Активные металлы (щелочные, щелочноземельные, цинк) + очень разб. кислота
Пассивация: с холодной концентрированной азотной кислотой не реагируют:
Не реагируют с азотной кислотой ни при какой концентрации :

Серная кислота с металлами.

- разбавленная серная кислота реагирует как обычная минеральная кислота с металлами левее в ряду напряжений, при этом выделяется водород ;
- при реакции с металлами концентрированной серной кислоты не выделяется водород , образуются продукты восстановления серы.

Неактивные металлы (правее железа) + конц. кислота
Неметаллы + конц. кислота 		Щелочноземельные металлы + конц. кислота Щелочные металлы и цинк + концентрированная кислота. Разбавленная серная кислота ведет себя как обычная минеральная кислота (например, соляная)
Пассивация: с холодной концентрированной серной кислотой не реагируют:
Не реагируют с серной кислотой ни при какой концентрации :

Диспропорционирование.

Реакции диспропорционирования - это реакции, в которых один и тот же элемент является и окислителем, и восстановителем, одновременно и повышая, и понижая свою степень окисления:

Диспропорционирование неметаллов - серы, фосфора, галогенов (кроме фтора).

Сера + щёлочь 2 соли, сульфид и сульфит металла (реакция идёт при кипячении) и
Фосфор + щелочь фосфин и соль гипофосфит (реакция идёт при кипячении) и
Хлор, бром, иод + вода (без нагревания) 2 кислоты,
Хлор, бром, иод + щелочь (без нагревания) 2 соли, и и вода 		и
Бром, иод + вода (при нагревании) 2 кислоты,
Хлор, бром, иод + щелочь (при нагревании) 2 соли, и и вода 		и

Диспропорционирование оксида азота (IV) и солей.

+ вода 2 кислоты, азотная и азотистая
+ щелочь 2 соли, нитрат и нитрит 		и
и
и

Активность металлов и неметаллов.

Для анализа активности металлов используют либо электрохимический ряд напряжений металлов, либо их положение в Периодической таблице. Чем активнее металл, тем легче он будет отдавать электроны и тем более хорошим восстановителем он будет в окислительно-восстановительных реакциях.

Электрохимический ряд напряжений металлов.

Особенности поведения некоторых окислителей и восстановителей.

а) кислородсодержащие соли и кислоты хлора в реакциях с восстановителями обычно переходят в хлориды:

б) если в реакции участвуют вещества, в которых один и тот же элемент имеет отрицательную и положительную степени окисления - они встречаются в нулевой степени окисления (выделяется простое вещество).

Необходимые навыки.

  1. Расстановка степеней окисления.
    Необходимо помнить, что степень окисления - это гипотетический заряд атома (т.е. условный, мнимый), но он должен не выходить за рамки здравого смысла. Он может быть целым, дробным или равным нулю.

    Задание 1: Расставьте степени окисления в веществах:

  2. Расстановка степеней окисления в органических веществах.
    Помните, что нас интересуют степени окисления только тех атомов углерода, которые меняют своё окружение в процессе ОВР, при этом общий заряд атома углерода и его неуглеродного окружения принимается за 0.

    Задание 2: Определите степень окисления атомов углерода, обведённых рамкой вместе с неуглеродным окружением:

    2-метилбутен-2: – =

    ацетон:

    уксусная кислота: –

  3. Не забывайте задавать себе главный вопрос: кто в этой реакции отдаёт электроны, а кто их принимает, и во что они переходят? Чтобы не получалось, что электроны прилетают из ниоткуда или улетают в никуда.

    Пример:

    В этой реакции надо увидеть, что иодид калия может являться только восстановителем , поэтому нитрит калия будет принимать электроны, понижая свою степень окисления.
    Причём в этих условиях (разбавленный раствор) азот переходит из в ближайшую степень окисления .

  4. Составление электронного баланса сложнее, если формульная единица вещества содержит несколько атомов окислителя или восстановителя.
    В этом случае это необходимо учитывать в полуреакции, рассчитывая число электронов.
    Самая частая проблема - с дихроматом калия , когда он в роли окислителя переходит в :

    Эти же двойки нельзя забыть при уравнивании, ведь они указывают число атомов данного вида в уравнении .

    Задание 3: Какой коэффициент нужно поставить перед и перед


    Задание 4: Какой коэффициент в уравнении реакции будет стоять перед магнием?

  5. Определите, в какой среде (кислой, нейтральной или щелочной) протекает реакция.
    Это можно сделать либо про продуктам восстановления марганца и хрома, либо по типу соединений, которые получились в правой части реакции: например, если в продуктах мы видим кислоту , кислотный оксид - значит, это точно не щелочная среда, а если выпадает гидроксид металла - точно не кислая. Ну и разумеется, если в левой части мы видим сульфаты металлов, а в правой - ничего похожего на соединения серы - видимо, реакция проводится в присутствии серной кислоты.

    Задание 5: Определите среду и вещества в каждой реакции:

  6. Помните, что вода - вольный путешественник, она может как участвовать в реакции, так и образовываться.

    Задание 6: В какой стороне реакции окажется вода? Bо что перейдёт цинк?

    Задание 7: Мягкое и жесткое окисление алкенов.
    Допишите и уравняйте реакции, предварительно расставив степени окисления в органических молекулах:

    (хол. р-р.)

    (водн.р-р)
  7. Иногда какой-либо продукт реакции можно определить, только составив электронный баланс и поняв, каких частиц у нас больше:

    Задание 8: Какие продукты ещё получатся? Допишите и уравняйте реакцию:

  8. Во что переходят реагенты в реакции?
    Если ответ на этот вопрос не дают выученные нами схемы, то нужно проанализировать, какие в реакции окислитель и восстановитель - сильные или не очень?
    Если окислитель средней силы, вряд ли он может окислить, например, серу из в , обычно окисление идёт только до .
    И наоборот, если - сильный восстановитель и может восстановить серу из до , то - только до .

    Задание 9: Во что перейдёт сера? Допишите и уравняйте реакции:

    (конц.)

  9. Проверьте, чтобы в реакции был и окислитель, и восстановитель.

    Задание 10: Сколько ещё продуктов в этой реакции, и каких?

  10. Если оба вещества могут проявлять свойства и восстановителя, и окислителя - надо продумать, какое из них более активный окислитель. Тогда второй будет восстановителем.

    Задание 11: Кто из этих галогенов окислитель, а кто восстановитель?

  11. Если же один из реагентов - типичный окислитель или восстановитель - тогда второй будет «выполнять его волю», либо отдавая электроны окислителю, либо принимая у восстановителя.

    Пероксид водорода - вещество с двойственной природой , в роли окислителя (которая ему более характерна) переходит в воду, а в роли восстановителя - переходит в свободный газообразный кислород.

    Задание 12: Какую роль выполняет пероксид водорода в каждой реакции?

Последовательность расстановки коэффициентов в уравнении.

Сначала проставьте коэффициенты, полученные из электронного баланса.
Помните, что удваивать или сокращать их можно только вместе. Если какое-либо вещество выступает и в роли среды, и в роли окислителя (восстановителя) - его надо будет уравнивать позднее, когда почти все коэффициенты расставлены.
Предпоследним уравнивается водород, а по кислороду мы только проверяем !

Не спешите, пересчитывая атомы кислорода! Не забывайте умножать, а не складывать индексы и коэффициенты.
Число атомов кислорода в левой и правой части должно сойтись!
Если этого не произошло (при условии, что вы их считаете правильно), значит, где-то ошибка.

Возможные ошибки.

  1. Расстановка степеней окисления: проверяйте каждое вещество внимательно.
    Часто ошибаются в следующих случаях:

    а) степени окисления в водородных соединениях неметаллов: фосфин - степень окисления у фосфора - отрицательная ;
    б) в органических веществах - проверьте ещё раз, всё ли окружение атома учтено;
    в) аммиак и соли аммония - в них азот всегда имеет степень окисления ;
    г) кислородные соли и кислоты хлора - в них хлор может иметь степень окисления ;
    д) пероксиды и надпероксиды - в них кислород не имеет степени окисления , бывает , а в - даже ;
    е) двойные оксиды: - в них металлы имеют две разные степени окисления, обычно только одна из них участвует в переносе электронов.

    Задание 14: Допишите и уравняйте:

    Задание 15: Допишите и уравняйте:

  2. Выбор продуктов без учёта переноса электронов - то есть, например, в реакции есть только окислитель без восстановителя или наоборот.

    Пример: в реакции свободный хлор часто теряется. Получается, что электроны к марганцу прилетели из космоса…

  3. Неверные с химической точки зрения продукты: не может получиться такое вещество, которое вступает во взаимодействие со средой!

    а) в кислой среде не может получиться оксид металла, основание, аммиак;
    б) в щелочной среде не получится кислота или кислотный оксид;
    в) оксид или тем более металл, бурно реагирующие с водой, не образуются в водном растворе.

    Задание 16: Найдите в реакциях ошибочные продукты, объясните, почему они не могут получаться в этих условиях:

Ответы и решения к заданиям с пояснениями.

Задание 1:

Задание 2:

2-метилбутен-2: – =

ацетон:

уксусная кислота: –

Задание 3:

Так как в молекуле дихромата 2 атома хрома, то и электронов они отдают в 2 раза больше - т.е. 6.

Задание 4:

Так как в молекуле два атома азота , эту двойку надо учесть в электронном балансе - т.е. перед магнием должен быть коэффициент .

Задание 5:

Если среда щелочная, то фосфор будет существовать в виде соли - фосфата калия.

Если среда кислая, то фосфин переходит в фосфорную кислоту.

Задание 6:

Так как цинк - амфотерный металл, в щелочном растворе он образует гидроксокомплекс . В результате расстановки коэффициентов обнаруживается, что вода должна присутствовать в левой части реакции :

Задание 7:

Электроны отдают два атома в молекуле алкена. Поэтому мы должны учесть общее количество отданных всей молекулой электронов:

(хол. р-р.)

Обратите внимание, что из 10 ионов калия 9 распределены между двумя солями, поэтому щелочи получится только одна молекула.

Задание 8:

В процессе составления баланса мы видим, что на 2 иона приходится 3 сульфат-иона . Значит, помимо сульфата калия образуется ещё серная кислота (2 молекулы).

Задание 9:


(перманганат не очень сильный окислитель в растворе; обратите внимание, что вода переходит в процессе уравнивания вправо!)

(конц.)
(концентрированная азотная кислота очень сильный окислитель)

Задание 10:

Не забудьте, что марганец принимает электроны , при этом хлор их должен отдать .
Хлор выделяется в виде простого вещества .

Задание 11:

Чем выше в подгруппе неметалл, тем более он активный окислитель , т.е. хлор в этой реакции будет окислителем. Йод переходит в наиболее устойчивую для него положительную степень окисления , образуя йодноватую кислоту.

Задание 12:


(пероксид - окислитель, т.к. восстановитель - )


(пероксид - восстановитель, т.к. окислитель - перманганат калия)


(пероксид - окислитель, т.к. роль восстановителя более характерна для нитрита калия, который стремится перейти в нитрат)

Общий заряд частицы в надпероксиде калия равен . Поэтому он может отдать только .

(водный раствор)

(кислая среда)

Рекомендуем почитать