|
Примеры выполнения: 1 | 2 | 3 | 4 | 5
|
Задания С2 ЕГЭ по химии: алгоритм выполненияЗадания С2 Единого государственного экзамена по химии ("Набор веществ") на протяжении ряда лет остаются самыми сложными заданиями части С. И это не случайно. В этом задании выпускнику надо уметь применять свои знания о свойствах химических веществ, типах химических реакций, а также умения расставлять коэффициенты в уравнениях на примере самых различных, подчас малознакомых веществ. Как же получить максимальное число баллов на этом задании? Один из возможных алгоритмов его выполнения можно представить следующими четырьмя пунктами:
Рассмотрим подробнее применение этого алгоритма на одном из примеров. Задание (формулировка 2011 года):
1. От названий к формулам: номенклатура Первая проблема, которая возникает при выполнении задания - понять, что скрывается под названиями веществ. Если человек вместо хлорной кислоты пишет формулу соляной, вместо сульфида калия - сульфит, он резко уменьшает количество правильно написанных уравнений реакций. Поэтому знанию номенклатуры надо уделить самое пристальное внимание. Надо учесть, что в задании могут быть использована и тривиальные названия некоторых веществ: известковая вода, железная окалина, медный купорос и т.п. Результатом выполнения этого этапа является запись формул предложенного набора веществ.
Охарактеризовать химические свойства предложенных веществ помогает отнесение их определенной группе или классу. При этом для каждого вещества нужно дать характеристики в двух направлениях. Первая - кислотно-основная, обменная характеристика, определяющая возможность вступать в реакции без изменения степени окисления. По кислотно-основным свойствам веществ можно выделить вещества кислотной природы (кислоты, кислотные оксиды, кислые соли), основной природы (основания, основные оксиды, основные соли), амфотерные соединения, средние соли. При выполнении задания эти свойства можно обозначать сокращенно: "К", "О", "А", "С" По окислительно-восстановительным свойствам вещества можно классифицировать на окислители и восстановители. Однако часто встречаются вещества, проявляющие окислительно-восстановительную двойственность (ОВД). Такая двойственность может иметь своей причиной то, что один из элементов находится в промежуточной степени окисления. Так, для азота характерна шкала окисления от -3 до +5. Поэтому для нитрита калия KNO2, где азот находится в степени окисления +3, характерны свойства и окислителя и восстановителя. Кроме того, в одном соединении атомы разных элементов могут проявлять разные свойства, в результате вещество в целом тоже проявляет ОВД. Примером может служить соляная кислота, которая может быть и окислителем, за счет иона H+ и восстановителем, за счет хлорид-иона. Двойственность не означает одинаковости свойств. Как правило, либо окислительные, либо восстановительные свойства преобладают. Существуют и вещества для которых окислительно-восстановительные свойства нехарактерны. Это наблюдается в том случае, когда атомы всех элементов находятся в своих самых устойчивых степенях окисления. Примером может служить, например, фторид натрия NaF. И, наконец, окислительно-восстановительные свойства вещества могут сильно зависеть от условий, среды при которой проводится реакция. Так, концентрированная серная кислота - сильный окислитель за счет S+6, а та же кислота в растворе - окислитель средней силы за счет иона H+ Эта характеристика тоже может указываться сокращенно "Ок","Вс","ОВД". Определим характеристики веществ в нашем задании: Кратко это можно было записать так:
На этом этапе надо определить, какие реакции возможны между конкретными веществами, а также возможные продукты этих реакций. Помогут в этом уже определенные характеристики веществ. Поскольку для каждого вещества мы дали две характеристики, то нужно рассматривать возможность двух групп реакций: обменных, без изменения степени окисления и ОВР. Между веществами основной и кислотной природы характерна реакция нейтрализации, обычным продуктом которой является соль и вода (при реакции двух оксидов - только соль). В этой же реакции в роли кислоты или основания могут участвовать амфотерные соединения. В некоторых, достаточно редких случаях, реакция нейтрализации оказывается невозможной, на что обычно указывает прочерк в таблице растворимости. Причиной этого является либо слабость проявления кислотных и основных свойств у исходных соединений, либо протекание окислительно-восстановительной реакции между ними (например: Fe2O3 + HI). Кроме реакций соединения между оксидами, нужно учитывать также возможность реакции соединения оксидов с водой. В нее вступают многие кислотные оксиды и оксиды наиболее активных металлов, а продуктами являются соответствующие растворимые кислоты и щелочи. Однако вода редко дается как отдельное вещество в задании С2. Для солей характерна реакция обмена, в которую они могут вступать как между собой, так и с кислотами и со щелочами. Как правило, она протекает в растворе, и критерием возможности ее протекания служит правило РИО - выпадение осадка, выделение газа, образование слабого электролита. В отдельных случаях реакция обмена между солями может осложняться реакцией гидролиза, в результате которого образуются основные соли. Препятствовать реакции обмена может полный гидролиз соли или окислительно-восстановительное взаимодействие между ними. На особый характер взаимодействия солей указывает прочерк в таблице растворимости для предполагаемого продукта. Отдельно реакция гидролиза может быть зачтена как правильный ответ на задание С2, если в наборе веществ дана вода и соль, подвергающаяся полному гидролизу (Al2S3). Нерастворимые соли могут вступать в реакции обмена обычно только с кислотами. Возможна также реакция нерастворимых солей с кислотами с образованием кислых солей (Ca3(PO4)2 + H3PO4 => Ca(H2PO4)2) Еще одна сравнительно редко встречающаяся реакция, это реакция обмена между солью и кислотным оксидом. При этом более летучий оксид вытесняется менее летучим (CaСO3 + SiO2 => CaSiO3 + CO2). В окислительно-восстановительные реакции могут вступать окислители и восстановители. Возможность этого определяется силой их окислительно-восстановительных свойств. В некоторых случаях возможность протекания реакции можно определить с помощью ряда напряжений металлов (реакции металлов с растворами солей, кислотами). Иногда относительную силу окислителей можно оценить, используя закономерности Периодической системы (вытеснение одного галогена другим). Однако чаще всего здесь потребуется знание конкретного фактического материала, свойств наиболее характерных окислителей и восстановителей (соединений марганца, хрома, азота, серы...), тренировка в написании уравнений ОВР. Также сложно бывает определить и возможные продукты ОВР. В общем случае можно предложить два правила, помогающие сделать выбор: Следует учитывать и такой вид ОВР, как реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления). Такие реакции возможны для веществ, где элемент находится в промежуточной степени окисления, а значит, может одновременно и окисляться и восстанавливаться. Второй участник такой реакции выполняет роль среды. Примером может служить диспропорционирование галогенов в щелочной среде. Химия тем сложна и интересна, что дать общие рецепты на все случаи жизни в ней невозможно. Поэтому наряду с этими двумя группами реакций можно назвать еще одну: специфические реакции отдельных веществ. Успешность написания таких уравнений реакций будет определяться фактическими знаниями химии отдельных химических элементов и веществ. В прогнозировании реакций для конкретных веществ желательно соблюдать определенный порядок, чтобы не пропустить какой-либо реакции. Можно использовать подход, представленный следующей схемой:
Рассматриваем возможность реакций первого вещества с тремя другими веществами (зеленые стрелки), затем рассматриваем возможность реакций второго вещества с двумя оставшимися (синие стрелки), и, наконец, рассматриваем возможность взаимодействия третьего вещества с последним, четвертым (красная стрелка). Если в наборе будет пять веществ, стрелок будет больше, но часть их в процессе анализа будет зачеркнута. Итак, для нашего набора, первое вещество:
Второе вещество:
Третье вещество:
Результатом третьего этапа должно стать несколько схем возможных реакций. Возможные проблемы:
Этот этап может быть и очень простым для обычных реакций обмена и достаточно сложным, для окислительно-восстановительных реакций с участием нескольких веществ. Однако методику расстановки коэффициентов в уравнениях ОВР вы должны были отработать при подготовке к заданию С1 (пример >>), поэтому здесь мы на этом останавливаться не будем. Главное, не забыть вообще, что баллы ставятся именно за уравнения реакций, и не потерять их на какой-нибудь простой реакции, вроде реакции серной кислоты с гидроксидом натрия. В нашем случае окончательно на бланке должны быть записаны любые четыре уравнения реакций из найденных шести:
В заключение еще раз:
| ||||||||||||||||||||||||||
|
Г.М. Можаев
|
|||||||||||||||||||||||||||
