Задание 31 ЕГЭ по химии Особенности выполнения и оценивания

Задание 31.

Генетическая взаимосвязь различных классов неорганических соединений

Трубникова Елена Евгеньевна

учитель химии

МБОУ «Клюквинская средняя общеобразовательная школа»

В спецификации контрольных измерительных материалов для проведения в 2025 году единого государственного экзамена по химии в качестве проверяемого результата обучения применительно к заданию 31 указывается «Генетическая связь неорганических веществ, принадлежащих к различным классам»

Уровень сложности — высокий.

Максимальный балл за выполнение задания — 4.

Примерное время выполнения задания выпускником (мин.) — 10-15 мин.

Задание 31

посвящено проверке знаний реакций, подтверждающих взаимосвязь различных классов неорганических веществ.

В задании дается описание химических реакций, протекающих последовательно. Ученикам необходимо составить уравнения этих реакций.

Для выполнения этого задания школьники должны проявить широкую химическую эрудицию и понимание сущности химических процессов.

Возможные компоненты задания/необходимо знать:

• Взаимосвязь между классами неорганических веществ

(кислотно- основные свойства веществ).

2) Окислительно- восстановительные реакции – прогнозирование продуктов

3) Реакции ионного обмена и гидролиза.

4) Реакции электролиза с инертными электродами.

Необходимо знать:

• Общие свойства классов неорганических веществ:

• металлы (общие свойства)
• металлы (общие свойства)

- неметаллы (общие свойства)

• оксиды (оснóвные, амфотерные, кислотные)
• оксиды (оснóвные, амфотерные, кислотные)

• гидроксиды (оснóвные, амфотерные, кислотные) и кислоты соли (средние, оснóвные, кислые, комплексные).
• гидроксиды (оснóвные, амфотерные, кислотные) и кислоты
• соли (средние, оснóвные, кислые, комплексные).

• Окислительно- восстановительные реакции, электролиз.

• Реакции ионного обмена, гидролиз.

• Химические свойства веществ и признаки протекания реакций , физические (цвет, запах, агрегатное состояние, растворимость в воде и др.).

Ключевые слова

Фильтрование

Навеска

Осадок

все вещества, и растворимые, и образовавшиеся нерастворимые, выливают в воронку, в которой находится фильтр (бумага, или ткань, или другой пористый материал)

нерастворимое

(в условиях проведения опыта) вещество, которое образуется при осуществлении реакции

некоторое взвешенное количество вещества

Ключевые слова

Фильтрат

(или раствор) упарили

Фильтрат

Осадок (вещество) прокалили

жидкость, содержащую растворённые вещества, осторожно нагревают до тех пор, пока не испарится растворитель; естественно, что температура при выпаривании не будет очень высокой (несколько выше температуры кипения жидкости)

жидкость, содержащая растворённые вещества, протекает сквозь поры фильтра

вещество нагрели до высокой температуры, при которой оно изменяется и превращается в другие вещества

Тривиальные названия неорганических соединений

Бурый газ NO 2

Поваренная соль NaCl

Негашеная известь CaO

Питьевая, пищевая сода NaHCO 3

Гашеная известь Ca(OH) 2

Кальцинированная сода Na 2 CO 3

Известковая вода раствор Ca(OH) 2

Аммиак NH 3

Известняк, мрамор, мел CaCO 3

Фосфин PH 3

Кварц, кремнезём, диоксид кремния SiO 2

Силан SiH 4

Углекислый газ CO 2

Пирит FeS 2

Угарный газ CO

Олеум раствор SO 3 в конц. Н 2 SO 4

Сернистый газ SO 2

Медный купорос CuSO 4 х 5Н 2 O

Серный газ SO 3

План выполнения этого задания:

• Внимательно прочтите задания и выделите главное для каждой реакции (выделение осадка или газа, цвет и т.д.)
• Вспомните формулы веществ, участвующих в первой реакции, и их свойства.
• Составьте уравнение реакции взаимодействия этих веществ. Проверьте расстановку коэффициентов.

И так для всех четырех реакций.

Пример №1

Оксид железа(III) сплавили с поташом. Полученный продукт внесли в воду. Выпавший осадок обработали йодоводородной кислотой. Образовавшийся осадок отделили и растворили в горячем растворе едкого кали. Запишите уравнения четырёх описанных реакций.

Оксид железа(III) сплавили с поташом. Полученный продукт внесли в воду. Выпавший осадок обработали йодоводородной кислотой. Образовавшийся осадок отделили и растворили в горячем растворе едкого кали. Запишите уравнения четырёх описанных реакций

Анализ и решение

1- й фрагмент. « Оксид железа(III) сплавили с поташом »

Оксид железа(III) Fe 2 O 3 – амфотерный оксид, реагирует с оксидами, гидроксидами, карбонатами щелочных металлов с образованием ферритов – солей кислотной формы амфотерного гидроксида.

Поташ – K 2 CO 3 .

1) Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 = 2KFeO 2 + CO 2 ↑

Оксид железа(III) сплавили с поташом. Полученный продукт внесли в воду. Выпавший осадок обработали йодоводородной кислотой. Образовавшийся осадок отделили и растворили в горячем растворе едкого кали. Запишите уравнения четырёх описанных реакций

1) Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 = 2KFeO 2 + CO 2 ↑

Анализ и решение

2- й фрагмент. «Полученный продукт внесли в воду »

Ферриты — соли кислотной формы амфотерного гидроксида Fe(OH) 3 (очень слабая кислота), при внесении в воду подвергаются гидролизу с образованием нерастворимого гидроксида железа(III) и щёлочи.

2) KFeO 2 + 2H 2 O = KOH + Fe(OH) 3 ↓

Оксид железа(III) сплавили с поташом. Полученный продукт внесли в воду. Выпавший осадок обработали йодоводородной кислотой. Образовавшийся осадок отделили и растворили в горячем растворе едкого кали. Запишите уравнения четырёх описанных реакций

• Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 = 2KFeO 2 + CO 2 ↑
• KFeO 2 + 2H 2 O = KOH + Fe(OH) 3 ↓

Анализ и решение

3- й фрагмент. «Выпавший осадок обработали йодоводородной кислотой »

Соединения железа(III) проявляют окислительные свойства и окисляют, в частности, йодид- и сульфид- ионы, соединения четырёхвалентной серы и некоторые металлы.

3) 2Fe(OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 ↓ + 6H 2 O

Оксид железа(III) сплавили с поташом. Полученный продукт внесли в воду. Выпавший осадок обработали йодоводородной кислотой. Образовавшийся осадок отделили и растворили в горячем растворе едкого кали. Запишите уравнения четырёх описанных реакций Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 = 2KFeO 2 + CO 2 ↑

KFeO 2 + 2H 2 O = KOH + Fe(OH) 3 ↓ 2Fe(OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 ↓ + 6H 2 O

Анализ и решение

4- й фрагмент. «Образовавшийся осадок отделили и растворили в горячем растворе едкого кали »

Галогены растворяются в горячем растворе щёлочи (реакция самоокисления-самовосстановления, или диспропорционирования) с образованием двух солей – галогенида (степень окисления –1) и соли …оватой кислоты (степень окисления +5).

4) 3I 2 + 6KOH = 5KI –1 + KI +5 O 3 + 3H 2 O

KI – йодид калия, KIO 3 – йодат калия.

Пример №2

При электролизе водного раствора нитрата меди(II) получили металл. Металл обработали концентрированной серной кислотой при нагревании. Выделившийся в результате газ прореагировал с сероводородом с образованием простого вещества. Это вещество нагрели с концентрированным раствором гидроксида калия.

Составьте уравнения четырёх описанных реакций.

Первая реакция

При электролизе водного раствора нитрата меди:

на катоде выделяется медь

Сu 2+ + 2 ē = Cu ;

на аноде – кислород

2H 2 O - 4 ē = O 2 + 4H +

Суммарное уравнение электролиза

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

Вторая реакция

Cu + 2H 2 SO 4 (конц.) = CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2 O

Третья реакция

3SO 2 + 2H 2 S = 3S↓ + 2H 2 O

Четвертая реакция

Пример №3

Нитрат железа (II) прокалили. Полученный твердый остаток растворили в растворе иодоводородной кислоты. Образующуюся соль железа поместили в раствор азотной кислоты и наблюдали образование окрашенного простого вещества и выделение бурого газа. Простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору соли прилили раствор карбоната калия. Напишите уравнения четырех описанных реакций.

Пример №2

Нитрат железа (II) прокалили. Полученный твердый остаток растворили в растворе иодоводородной кислоты. Образующуюся соль железа поместили в раствор азотной кислоты и наблюдали образование окрашенного простого вещества и выделение бурого газа. Простое вещество отделили, а к оставшемуся раствору соли прилили раствор карбоната калия. Напишите уравнения четырех описанных реакций.