Как составить овр по химии 30 задание

Скачать материал

Скачать материал

Эти задания повышенного уровня сложности были введены в ЕГЭ только в 2018 году. Из пяти предложенных веществ предлагается выбрать такие, с которыми возможна окислительно-восстановительная реакция и реакция ионного обмена. Обычно вещества подобраны таким образом, что ученик может записать несколько вариантов реакции, но нужно выбрать и записать только одно уравнение из возможных.

Уместно рассмотреть задания 30 и 31 в комплексе, чтобы определить алгоритм действий и отметить типичные ошибки учащихся.

Подробно о задании № 30

Что должны уметь учащиеся?

• определять степень окисления химических элементов;
• определять окислитель и восстановитель;
• прогнозировать продукты реакции с учетом характера среды;
• составлять уравнения реакции и уравнения электронного баланса;
• расставлять коэффициенты в уравнении реакции.

Что нужно повторить? Важнейшие окислители и восстановители (обязательно связать со степенью окисления элементов), особое внимание уделить веществам, которые могут быть либо восстановителями, либо окислителями. Не забывать о двойственности процесса: окисление всегда сопровождается восстановлением! Еще раз повторить свойства окислителей:

• Азотная кислота.Чем активнее восстановитель и меньше концентрация кислоты, тем глубже протекает восстановление азота. Вспомнить, что азотная кислота окисляет неметаллы до оксокислот.
• Серная кислота. Обратная зависимость: чем выше концентрация кислоты, тем глубже протекает процесс восстановления серы. Образуется SO2, S, H2S.
• Соединения марганца. Здесь все зависит от среды — при этом встретиться на задании может не только KMnO4, но и другие соединения, с менее выраженными свойствами окислителя. В кислой среде продуктами реакции чаще всего бывают марганец и соли: сульфаты, нитраты, хлориды и т.д. в нейтральной — восстановление до оксида марганца (бурый осадок). В сильной щелочной среде происходит восстановление до манганата калия (ярко-зеленый раствор).
• Соединения хрома. Полезно помнить окраску продуктов реакции при взаимодействии веществ с хроматами и бихроматами. Запоминаем, что хроматы существуют в щелочной среде, а бихроматы — в кислой.
• Кислородсодержащие кислоты галогенов (хлора, брома, йода). Восстановление происходит до отрицательно заряженных ионов хлора и брома, в случае с йодом — обычно до свободного йода, при действии более сильных восстановителей — до отрицательно заряженного. Повторите названия кислот и солей хлора, йода и брома — ведь в названии представлены не формулы, а названия.
• Катионы металлов в высшей степени окисления. Прежде всего, медь и железо, которые восстанавливаются до невысоких степеней окисления. Такая реакция проходит с сильными восстановителями. Не путать эти реакции с обменными!

Полезно еще раз вспомнить свойства веществ с окислительно-восстановительной двойственностью, таких как пероксид водорода, азотистая кислота, оксид серы IV, сернистая кислота, сульфиты, нитриты. Из восстановителей, вероятнее всего, вам встретятся на ЕГЭ бескислородные кислоты и их соли, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов. Их анионы окисляются до нейтральных атомов или молекул, которые могут быть способны к дальнейшему окислению.

При выполнении задания можно описывать различные типы реакции: межмолекулярные, конпропорционирования, диспропорционирования (самоокисления и самовосстановления). А вот реакцию разложения использовать нельзя, так как в задании есть ключевые слова: «составить уравнение между реагирующими веществами».

Как оценивается задание? Раньше за указание окислителя и восстановителя и за запись электронного баланса давалось по 1 баллу, теперь — за сумму этих элементов дается максимум 1 балл. Максимум за задание — 2 балла, при условиях правильной записи уравнения реакции.

Подробно о задании 31

Что нужно повторить?

• Правило составления реакции. Формулы сильных электролитов (сильных кислот, щелочей, растворимых средних солей) записываются в виде ионов, а формулы нерастворимых кислот, оснований, солей, слабых электролитов — в недиссоциированной форме.
• Условия протекания.
• Правила записи.Если записываем ион, то сначала указываем величину заряда, потом знак: обратить на это внимание. Степень окисления записывается наоборот: сначала знак, потом величина. Важно, что данная реакция протекает не просто в сторону связывания ионов, а наиболее полного связывания ионов. Это важно, потому что некоторые сульфиды, например, взаимодействуют со слабыми кислотами, а с некоторыми нет, и это связано со степенью прочности связей между элементами внутри соединений.

Примеры заданий

Пример 1. Даны: сульфат хрома (III), нитрат бария, гидроксид калия, пероксид водорода, хлорид серебра.

Задание 30. Лучше всего сразу составить формулы веществ: так будет нагляднее. Затем — внимательно их рассмотреть. Вспоминаем, что сульфат хрома в щелочной среде окисляется до хромата — и пишем уравнение реакции. Сульфат хрома является восстановителем, пероксид водорода — окислителем. Степень окисления записывается как +3.

Задание 31. Здесь возможно несколько вариантов: например, взаимодействие сульфата хрома (III) со щелочью с образованием нерастворимого осадка. Или — образование комплексной соли в избытке щелочи. Или — взаимодействие нитрата бария с сульфатом хрома. Важно выбрать один вариант, который будет для ученика наиболее безопасным и прозрачным.

Пример 2. Даны: сульфид меди (II), нитрат серебра, азотная кислота, хлороводородная кислота, фосфат калия.

Задание 30. Вероятный выбор — взаимодействие сульфида меди и азотной кислоты. Обратите внимание, что это реакция не ионного обмена, а именно окислительно-восстановительная. Сульфиды окисляются до сульфатов, в результате получается сульфат меди (II). Поскольку кислота концентрированная, наиболее вероятно протекание реакции с образованием оксида азота (IV).

Задание 31. Здесь могут возникнуть сложности. Во-первых, есть риск в качестве уравнения ионного обмена выбрать взаимодействие между сульфидом меди и хлороводородной кислотой: это неверно. А вот что можно взять, так это образование хлорида серебра при взаимодействии нитрата серебра и хлороводородной кислоты. Можно взять и взаимодействие фосфата калия и нитрата серебра (не забудьте об образовании ярко-желтого осадка).

Пример 3. Даны: перманганат калия, хлорид калия, сульфат натрия, нитрат цинка, гидроксид калия.

Задание 30. Радуйтесь: если в списке есть перманганат калия, значит, окислитель вы уже нашли. А вот его взаимодействие со щелочью, с образованием манганата и выделением кислорода — реакция, которую школьники почему-то забывают. Другие варианты реакций здесь придумать сложно.

Задание 31. Снова возможны варианты: образование гидроксида цинка или комплексной соли.

Пример 4. Даны: гидрокарбонат кальция, железная окалина, азотная кислота, соляная кислота, оксид кремния (IV).

Задание 30. Первая сложность — вспомнить, что такое железная окалина и как этот оксид железа будет себя вести. В процессе взаимодействия с азотной кислотой железо окисляется до трехвалентного, продуктом реакции становится нитрат железа (III). Если кислоту взять концентрированную, то продуктом также будет оксид азота (IV). Можно поступить иначе: представить взаимодействие концентрированных кислот, соляной и азотной. Иногда в заданиях обговаривается концентрация кислоты; если уточнений нет — можно выбрать любую концентрацию.

Задание 31. Здесь самый простой вариант — реакция гидрокарбоната кальция с соляной кислотой с выделением углекислого газа. Главное —записать формулу именно гидрокарбоната.

Пример 5. Даны: гидроксид магния, хлорид железа (III), серная кислота, сульфид натрия, нитрат цинка.

Задание 30. Проблемное задание: при взаимодействии между хлоридом железа и сульфидом натрия происходит не обменный, а именно окислительно-восстановительный процесс. Если в реакции участвует соль сульфид, то образуется не хлорид, а сульфид железа (II). А при реакции с сероводородом — хлорид железа (II).

Задание 31. Например, можно взять сульфид натрия с разбавленной кислотой, с выделением сероводорода. Можно также написать уравнение между гидроксидом магния и серной кислотой.

     Мы продолжаем вместе постигать тонкости ЕГЭ по химии, и на очереди сегодня одна из ключевых тем. Разбираемся в том, что такое окислительно-восстановительные реакции и где это знание встретится в КИМах. Поехали! 

ОВР – это?

     Что же такое овр? Окислительно-восстановительные реакции – это химические реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления у атомов реагирующих веществ, при этом некоторые частицы отдают электроны, а некоторые получают.

     Еще немного теории. Разберемся, что такое окислитель и восстановитель. 

Окислители – это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые принимают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления окислителя понижается, а сами окислители восстанавливаются.

Восстановители – это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые отдают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления восстановителя повышается, а сами восстановители окисляются.

     Примеры типичных окислителей:

• простые вещества-неметаллы с наиболее сильными окислительными свойствами (фтор F2, кислород O2, хлор Cl2);
• сложные вещества, в составе которых есть ионы металлов или неметаллов с высокими положительными (как правило, высшими) степенями окисления: кислоты (HN+5O3, HCl+7O4), соли (KN+5O3, KMn+7O4), оксиды (S+6O3,  Cr+6O3)
• соединения, содержащие некоторые катионы металлов, имеющих  высокие степени окисления: Pb4+, Fe3+, Au3+ и др.

     Примеры типичных восстановителей:

• простые вещества-металлы (восстановительные способности металлов определяются рядом электрохимической активности);
• сложные вещества, в составе которых есть атомы или ионы неметаллов с отрицательной (как правило, низшей) степенью окисления: бинарные водородные соединения (H2S, HBr), соли бескислородных кислот (K2S, NaI);
• некоторые соединения, содержащие катионы с минимальной положительной степенью окисления (Sn2+, Fe2+, Cr2+), которые, отдавая электроны, могут повышать свою степень окисления;
• соединения, содержащие сложные ионы, состоящие из неметаллов с промежуточной положительной степенью окисления (S+4O3)2–, (НР+3O3)2–, в которых элементы могут, отдавая электроны, повышать свою положительную степень окисления.

     Большинство остальных веществ способны проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. 

Классификация ОВР

     Окислительно-восстановительные реакции принято делить на четыре типа:

1. Межмолекулярные реакции

Протекают с изменением степени окисления разных элементов из разных реагентов. При этом образуются разные продукты окисления и восстановления.

1. Внутримолекулярные реакции

Разные элементы из одного реагента  переходят в разные продукты. 

1. Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления)

Окислитель и восстановитель – один  и тот же элемент одного реагента, который при этом переходит в разные продукты.

1. Репропорционирование (конпропорционирование, контрдиспропорционирование)

Окислитель и восстановитель – это один и тот же элемент, который из разных реагентов переходит в один продукт. Реакция, обратная диспропорционированию.

ОВР в ЕГЭ по химии

     На самом деле очень важно понять, что в данной статье мы даем далеко не всю теорию, которую следует знать, чтобы успешно справиться с заданиями на овр, иначе нам не хватило бы ни то, что одной статьи, пожалуй, и серии материалов, посвященных этой теме. Настоятельно рекомендуем проштудировать интернет и учебники, чтобы обзавестись полноценными “конспектами” по окислительно-восстановительным реакциям. 

     Во второй части ЕГЭ по химии овр мы встречаем в 29 и 30 заданиях. Предлагаем, рассмотреть несколько вариаций заданий и их решения.

Задание 29:

Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми протекает

окислительно-восстановительная реакция. В ходе этой реакции не образуются осадок или газ. Запишите уравнение реакции с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Перечень веществ: соляная кислота, нитрат серебра, дихромат натрия, хлорид железа(II), гидрокарбонат кальция, сульфит бария. 

Допустимо использование водных растворов.

Решение:

6FeCl2 + Na2Cr2O7 + 14HCl = 2NaCl + 6FeCl3 + 2CrCl3 + 7H2O

Fe+2 – 1𝑒̅ = Fe+3    6

2Cr+6 + 6𝑒̅= 2Cr+3  1

Задание 30:

Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми протекает реакция ионного обмена с растворением осадка. 

Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции с использованием выбранных веществ. 

Перечень веществ: соляная кислота, нитрат серебра, дихромат натрия, хлорид железа (II), гидрокарбонат кальция, сульфит бария. Допустимо использование водных растворов.

Решение:

BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + SO2

BaSO3 + 2H+ + 2Cl– = Ba2+ + 2Cl– + H2O + SO2

BaSO3 + 2H+ = Ba2+ + H2O + SO2

     Сегодня мы окунулись в мир окислительно-восстановительных реакций: немного познакомились с теорией и посмотрели задания из реальных КИМов ЕГЭ по химии. Еще раз напоминаем, что в данной теме при самостоятельном обучении разбираться следует куда глубже, ведь теории – непочатый край! 

     Но помните, какой бы каверзной ни была тема, у вас все получится, и решению поддастся любое химическое уравнение. Мы в вас верим, ваш Умскул!