Заданий с 2 (мысленный эксперимент) ЕГЭ по химии

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

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

Анализ содержания задания показывает, что первые два вещества, вступающие в реакцию, указаны в открытом виде. Для всех остальных реакций указан реагент и условия проведения. Подсказками можно считать указания на класс полученного вещества, его агрегатное состояние, характерные признаки (цвет, запах). Заметим, что два уравнения реакций характеризуют особые свойства веществ (1 – окислительные свойства концентрированной серной кислоты; 4 – окислительные свойства оксида железа (III)), два уравнения характеризуют типичные свойства важнейших классов неорганических веществ (2 – реакция ионного обмена между растворами соли и щелочи, 3 – термическое разложение нерастворимого основания).

При решении этих заданий можно порекомендовать учащимся составлять схемы:

t^oC NaOH (изб.) t^oC + Fe/t^oC

Fe + H₂SO₄(к) → соль → бурый осадок → X → Y

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

t^oC

2Fe + 6H₂SO₄(к) → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH(к) → 2 Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

t^oC

2 Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

t^oC

Fe₂O₃ + Fe → 3 FeO

Какие затруднения могут вызвать у учащихся подобные задания?

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

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

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

Прокаливание – нагревание вещества с целью изменения его химического состава.

Прокаливание может проводиться на воздухе и в атмосфере инертного газа.

При прокаливании на воздухе кристаллогидраты теряют кристаллизационную воду:

CuSO₄∙5H₂O →CuSO₄ + 5H₂O

Термически нестойкие вещества разлагаются (нерастворимые основания, некоторые соли, кислоты, оксиды): Cu(OH)₂ →CuO + H₂O; CaCO₃→ CaO + CO₂

Вещества, неустойчивые к действию компонентов воздуха, при прокаливании окисляются, реагируют с компонентами воздуха: 2Сu + O₂ → 2CuO;

4Fe(OH)₂ + O₂ →2Fe₂O₃ + 4H₂O

Для того, чтобы окисление при прокаливании не происходило, процесс проводят в инертной атмосфере: Fe(OH)₂ → FeO + H₂O

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

Al₂O₃ + Na₂CO₃ → 2NaAlO₂ + CO₂

Если же один из реагентов или продукт реакции могут окисляться компонентами воздуха, процесс проводят с инертной атмосфере, например: Сu + CuO → Cu₂O

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

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

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

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

ГАЗЫ:

Окрашенные: Cl₂ – желто-зеленый; NO₂ – бурый; O₃ – голубой (все имеют запахи). Все ядовиты, растворяются в воде, Cl₂ и NO₂ реагируют с ней.

Бесцветные без запаха: Н₂, N₂, O₂, CO₂, CO (яд), NO (яд), инертные газы. Все плохо растворимы в воде.

Бесцветные с запахом: HF, HCl, HBr, HI, SO₂ (резкие запахи), NH₃(нашатырного спирта) –хорошо растворимы в воде и ядовиты,

PH₃(чесночный), H₂S(тухлых яиц) - мало растворимы в воде, ядовиты.

ОКРАШЕННЫЕ РАСТВОРЫ:

желтые	Хроматы, например K2CrO4	Растворы солей железа (III), например, FeCl3, бромная вода, cпиртовые и спиртово-водные растворы йода – в зависимости от концентрации от жёлтого до бурого
оранжевые	Дихроматы, например, K2Cr2O7
зеленые	Гидроксокомплексы хрома (III), например, K3[Cr(OH)6], соли никеля (II), например NiSO4, манганаты, например, K2MnO4
голубые	Соли меди (II), например СuSO4
От розового до фиолетового	Перманганаты, например, KMnO4
От зеленого до синего	Соли хрома (III), например, CrCl3

Дата добавления: 2014-12-27