Теория для 25 задания ЕГЭ

• Применение веществ

Тут нужно сопоставить вещество и сферу его применения. Надо понимать, что очень много что может быть использовано для много чего, поэтому в задании просят соотнести вещество именно с основной сферой его применения. Надо прочувствовать логику ЕГЭ и не придумывать своего.

Основные типы удобрений – нитратные и фосфатные:

используются в качестве удобрений: нитрат аммония, нитрат калия, карбамид, суперфосфат, гидрофосфат кальция

используются для производства удобрений: аммиак, серная кислота

Подобное растворяется в подобном. Поэтому если надо растворить полярное вещество, то используется полярный растворитель. А если неполярное вещество – неполярный растворитель:

неполярные растворители: этилацетат, ацетон, толуол, тетрахлорметан
полярные растворители: этанол, вода

Для производства стекла можно использовать не только оксид кремния(IV), но и много чего еще. Например, соду.

• Водоочистные станции:

водоподготовка (осветление, умягчение, обессоливание воды и т.п.) — сульфат алюминия
водоочистка — хлор, озон
адсорбент — активированный уголь

Анилин используется для производства красителей – бриллиантовый зеленый (зеленка), метиленовый синий.

Пищевая промышленность:

сода – разрыхлитель теста (в реакции с лимонной кислотой выделяется углекислый газ) и чистящее средство
консерванты: уксусная кислота, фосфорная кислота, бензойная кислота
лимонная кислота — пищевая промышленность, снятие накипи со стенок металлической посуды
NaCl – соль (любой солью картошечку не посолишь)

Топливо:

этанол, метан, пропан (для автомобилей)

Для производства полимеров применяют:

этилен, пропен, изопрен, капрон, бутадиен-1,3 (каучук, резина), триацетат целлюлозы (искусственный шелк)

Для выплавки чугуна (сплава железа с углеродом):

оксид железа(III), кокс

Отдельные факты:

сульфат меди(II) — средство защиты растений (из-за окислительных свойств)

ацетилен — для газовой сварки металлов, получения хлорвинила

этиленгликоль — компонент автомобильных антифризов и тормозных жидкостей

стеарат натрия — для производства моющих средств

целлюлоза — для производства бумаги

азот — для производства аммиака

азотная кислота — для получения нитросоединений

медь — для изготовления электропроводов

полипропилен — для изготовления упаковочной пленки

перекись водорода— отбеливатель, обработка небольших ран (антисептик)

NaClO — отбеливатель

кумол — для получения фенола

алюминий — для производства сплавов для самолетостроения

оксид алюминия — для производства жаропрочных материалов

этен — для производства этанола

CO — в качестве реагента при производстве метанола

глицерин — в составе косметики

• Техника

В заданиях это типа надо выбрать, для чего используются те или иные аппараты.

Ректификационная колонна

Колба подогревается до определенной температуры, при которой один из компонентов смеси испаряется. Пары вещества поднимаются вверх, где охлаждаются и конденсируются. Конденсат стекает по трубке в другую колбу. Так, нагревая исходную смесь до разных температур, можно разделить ее на составляющие.

Ректификационная колонна используется для перегонки нефти. Перегонка нефти это разделение ее на фракции (бензин, керосин и т.п.).

Колонна синтеза

Колонна синтеза это, грубо говоря, большой сосуд для проведения реакций между газами. Конечно, в реальности она устроена сильно сложнее, но для ЕГЭ это не надо.

С помощью колонны синтеза получают аммиак (из водорода и азота) и метанол (из угарного газа и водорода).

Получение серной кислоты

Есть 2 способа: контактный и башенный. Контактный способ является основным и включает три этапа:

• Сжигание пирита (FeS₂) в кипящем слое с получением SO₂ (проводят в печи для обжига)

• Окисление SO₂ до SO₃ в контактном аппарате в присутствии катализатора V₂O₅. Окисление SO₂ до SO₃ — обратимая, каталитическая, экзотермическая реакция

• Абсорбция SO₃ концентрированной серной кислотой с получением олеума в поглотительной башне

В башенном способе используется реакция, которая проходит НЕ в колонне синтеза: SO₂ + NO₂ + H₂O → H₂SO₄ + NO.

Получение резины

• полимеризация изопрена → натуральный каучук
  или полимеризация дивинила → синтетический каучук

• каучук + S → резина
  (вулканизация каучука)

• Разное

Электролизер — аппарат для проведения электролиза. Электролизом получают натрий.
Доменная печь — печь для выплавки чугуна. Внутри оксиды железа восстанавливаются угарным газом до железа. Основной особенностью доменной печи является то, что ее нельзя просто взять и погасить, иначе металл внутри застынет.
Компрессор — для сжатия газовой смеси.
Сепаратор — для отделения жидкостей от газов.

Полимеры

В этом типе задания надо соотнести полимеры и их мономеры. В основном, все следует из обычной теории по органике. Например, полимером полиэтилена является этилен. Подробнее читай об этом в статье по алкенам. Внимание на себя обращают несколько полимеров.

бутадиен-1,3 → дивиниловый каучук
изопрен → натуральный каучук
глюкоза → крахмал
глюкоза → целлюлоза
капролактам → капрон
терефталевая кислота → полиэтилентерефталат (лавсан)
тетрафторэтилен → тефлон

Еще может попасться вариант задания, где то же самое спрашивается в виде формул. Надо научиться писать реакции полимеризации (если не умеешь, смотри в алкенах). Но вот пара необычных молекул:

тефлон

капрон

фенолформальдегидная смола

Типы волокон

Натуральные полимеры: хлопок, ДНК, РНК, крахмал, натуральный каучук, лен, шелк.

Искусственные полимеры: вискоза, ацетатный шелк.

Синтетические полимеры: нейлон, капрон, лавсан, дивиниловый каучук, поливинилхлорид, акрил, лайкра, полиэстер.

Неорганические полимеры: стекловолокно, асбест.

Искусственные полимеры получаются путем модификации природных полимеров, а синтетические создаются с нуля.

Полимеры можно получать полимеризацией (без образования побочных продуктов) или поликонденсацией (с образованием побочных продуктов). Если в поликонденсацию вступает несколько молекул, то это сополиконденсация (образование фенолформальдегидной смолы).

Способы разделения

В этом типе задания дается смесь веществ, и нужно выбрать оптимальный способ разделения этой смеси.

Делительная воронка используется для разделения двух жидкостей при условии, что одна из них является гидрофильной, а другая гидрофобной. Со временем смесь жидкостей в воронке расслаивается из-за несмешиваемости и становится возможным слить нижнюю фракцию.

Декантация подобна разделению с помощью делительной воронки, только в делительной воронке сливается нижняя фаза, а в декантации верхняя.

Фильтрование используется для отделения из раствора нерастворимого вещества.

С помощью магнита можно разделить смесь двух металлов при условии, что один из них намагничивается.

С помощью фракционной перегонки разделяют смешиваемые жидкости. Например, если нагревать смесь воды и спирта, то спирт испарится раньше воды. Пары спирта можно будет собрать, охладить и поместить в отдельную емкость.

Если есть смесь двух твердых веществ, одно из которых растворимо в воде, а другое нет, то их можно разделить с помощью обработки водой, фильтрования и выпаривания раствора.

Способ получения

В этом задании надо соотнести вещество и основной источник его промышленного полученияя:

воздух → аммиак
(воздух является источником азота)

хлорид натрия → гидроксид натрия
(при электролизе раствора хлорида натрия одним из продуктов является гидроксид натрия)

природный газ → метан (основной компонент)

попутный нефтяной газ → пропан

крекинг нефти → этилен

высокотемпературная обработка метана → ацетилен

перегонка нефти → бензин, керосин

Лабораторная посуда

фарфоровая чашка → упаривание растворов
металлический шпатель → взятие небольших порций сыпучих веществ
ступка с пестиком → измельчение твердых веществ
мензурка → измерение объема жидкости

НеФИПИшная теория

То, что будет дальше, попадалось в разных авторских вариантах. Выучить это можно, но только после того как не будет проблем с основной теорией.

Методы получения веществ

Применение веществ

Окрашивание пламени

Разные соли окрашивают пламя горелки в разный цвет в зависимости от их состава:

Cu²⁺ и BO₃³⁻ → зеленый
Ba²⁺ → желто-зеленый
Na⁺→ желтый
Sr²⁺→ карминово-красный
Ca²⁺→ кирпично-красный
Li⁺→ красный
K⁺ → фиолетовый

Лабораторная посуда

Пипетка - для отбора рас­тво­ра опре­де­лен­но­го объ­е­ма
Бюретка - для титрования
Делительная воронка - для раз­де­ле­ния несме­ши­ва­ю­щих­ся жид­ко­стей
Колба Вюрца - со­став­ная часть при­бо­ра для пе­ре­гон­ки
Колба Бунзена - для вакуумного фильтрования
Хлоркальциевая трубка - для осу­ше­ния газов
Прямой холодильник - со­став­ная часть при­бо­ра для пе­ре­гон­ки
Обратный холодильник - конденсирование паров и возврат конденсата в реакционный сосуд
Мерный цилиндр (стакан) - для измерения объема растворов
Пробирка - для проведения химических реакций
Фарфоровая ступка - для измельчения твердых веществ
Круглодонная колба - реакционная емкость для работы в вакууме или для нагревания раствора
Воронка Бюхнера - фильтрация под вакуумом
Фильтр Шотта - фильтрация под вакуумом
Фарфоровый тигель - для прокаливания в печи
Аппарат Киппа - для получения газов
Бокс - для хранения твердых веществ