Мысленный эксперимент егэ химия

Упражнения типа «мысленный эксперимент» по химии цинка (тренажер задания 31 ЕГЭ по химии)

Тренажер задания 31 из ЕГЭ по химии цинка, задачи на неорганическую химию (мысленный эксперимент) из экзамена ЕГЭ по химии, задания 31 по химии цинка с текстовыми решениями и ответами.

1. Оксид цинка растворили в растворе хлороводородной кислоты и раствор нейтрализовали, добавляя едкий натр. Выделившееся студенистое вещество белого цвета отделили и обработали избытком раствора щелочи, при этом осадок полностью растворился. нейтрализация полученного раствора кислотой, например, азотной, приводит к повторному образованию студенистого осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте и в полученный раствор добавили избыток щелочи, получив прозрачный раствор. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Соль, полученную при взаимодействии оксида цинка с серной кислотой, прокалили при температуре 800°С.  Твердый  продукт реакции обработали концентрированным раствором щелочи, и через полученный раствор пропустили углекислый газ. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Нитрат цинка прокалили, продукт реакции при нагревании обработали раствором едкого натра. Через образовавшийся раствор пропустили углекислый газ до прекращения выделения осадка, после чего обработали избытком концентрированного нашатырного спирта, при этом осадок растворился. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте, полученный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Продукты реакции смешали с коксом и нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Несколько гранул цинка растворили при нагревании в растворе едкого натра. В полученный раствор небольшими порциями добавляли азотную кислоту до образования осадка. Осадок отделили, растворили в разбавленной азотной кислоте, раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

1. В концентрированную серную кислоту добавили металлический цинк. образовавшуюся соль выделили, растворили в воде и в раствор добавили нитрат бария. После отделения осадка в раствор внесли магниевую стружку, раствор профильтровали, фильтрат выпарили и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Сульфид цинка подвергли обжигу. Полученное твердое вещество полностью прореагировало с раствором гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до выпадения осадка. Осадок растворили в соляной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причем выделился бурый газ. Напишите уравнения описанных реакций.

1. Цинк растворили в растворе гидроксида калия. Выделившийся газ прореагировал с литием, а к полученному раствору по каплям добавили соляную кислоту до прекращения выпадения осадка. Его отфильтровали и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

Предложите, как улучшить StudyLib

(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте

другую форму
)

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)
→ 2Fe(OH)₃
+
3Na₂SO₄

t^oC

2Fe(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

1. 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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

«Ключевые слова»
«Вещество растворили…».

Возможны несколько случаев использования подобного словосочетания. Для простоты будем считать, что речь идёт о водных растворах.
1) Растворяемое вещество не взаимодействует ни с водой, ни с веществами, содержащимися в растворе
(растворение хлорида натрия, серной кислоты, нитрата калия в воде).
«Ключевые слова»
«Вещество растворили…».
4) При растворении вещества может происходить гидролиз.

В этом случае следует поступать таким образом: если гидролиз вещества происходит полностью, то его учитывают и дальнейшие превращения записывают с учётом продуктов гидролиза, например:
«сульфид алюминия растворили в воде:
Al
2
S
3
+6HOH=2Al(OH)
3
↓+3H
2
S↑
»
«хлорид фосфора (
V
) растворили в воде:
PCl
5
+4H
2
O=H
3
PO
4
+5HCl
»
Автор:
Калитина Тамара Михайловна
Место работы:
МБОУ СОШ №2 с.Александров-Гай Саратовской области
Должность:
учитель химии
.
Мини-сайт
http://www.nsportal.ru/kalitina-tamara-mikhailovna

Дополнительные сведения:

сайт
http://kalitina.okis.ru/

Выполнение задания
«мысленного эксперимента»
требует знания химических свойств веществ и их названий, условий проведения реакций и сопровождающих их изменений, а также понимания терминологии, используемой при описании опытов.
«Ключевые слова»
«Через раствор пропустили газообразный…».
В раствор погрузили трубку, через которую под небольшим избыточным давлением продавливается газообразное вещество, которое может растворяться или реагировать с веществом(-
ами
), находящимся(-
ися
) в растворе. В первоначальный период растворённые вещества будут в избытке по отношению к пропускаемому газу.
«Ключевые слова»
«Вещество растворили…»
б) оксид серы (
VI
) растворили в разбавленном растворе серной кислоты.
Разбавленный раствор серной кислоты состоит из двух веществ-
воды
H
2
O
и серной кислоты
H
2
SO
4
.
Оксид серы (
VI
) может взаимодействовать с водой с образованием серной кислоты и не может реагировать собственно с кислотой, находящейся в растворе:
SO
3
+
H
2
O
=
H
2
SO
4
SO
3
+
H
2
SO
4

=
следовательно, в результате
«растворения оксида серы (
VI
) в растворе серной кислоты»
увеличивается количество серной кислоты в растворе.
Источник

ДОРОНЬКИН В.Н.
Химия. Задания высокого уровня сложности (часть С) для подготовки к ЕГЭ:
учебно
— методическое пособие/Под
ред.В.Н.Доронькина
. – Изд.5-е,
исправ
. И доп. – Ростов
н
/Д: Легион, 2014. – 288 с. – (Готовимся к ЕГЭ)
Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ
№37(С2)-
«Мысленный эксперимент»
Занятие №1
«КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА»
«Ключевые слова»
При «Обжиге» извести происходит разложение карбоната кальция без изменения степени окисления:

CaCO
3
=CaO+CO
2
↑
«Ключевые слова»
«Осадок (вещество) прокалили»-
вещество нагрели до высокой температуры, при которой оно изменяется и превращается в другие вещества.
«Смесь веществ сплавили»
– несколько веществ нагрели до температуры плавления или выше и выдержали в этих условиях некоторое время; между веществами, содержащимися в смеси, происходят химические реакции.
«Ключевые слова»
«Вещество растворили…».
Следовательно, фраза
«цинк растворили в соляной кислоте»
означает, что в результате реакции образовалась соль цинка
ZnCl
2

и выделился газообразный водород
H
2
↑

«Ключевые слова»
Фильтрат
— жидкость, содержащая растворённые вещества, протекает сквозь поры фильтра.
«Фильтрат
(или раствор)
упарили»
—
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);
«Ключевые слова»
Обжиг
— длительное нагревание вещества при высокой температуре в присутствии воздуха или кислорода. Если в состав вещества входили окисляющиеся частицы, то произойдёт химическая реакция окисления,
например обжиг пирита (при получении серной кислоты):
4FeS
2
+11O
2
=2Fe
2
O
3
+8SO
2
↑
«Ключевые слова»
«Вещество растворили…».
3)

Возможно взаимодействие растворяемого вещества с веществами, содержащимися в растворе, т.е. или с растворителем, или с растворённым веществом,
например: а) цинк растворили в соляной кислоте; соляная кислота- раствор хлороводорода
HCl
в воде
H
2
O
. При обычных условиях цинк не реагирует с водой, но взаимодействует с хлороводородом:
Zn+ H
2
O=
Zn+2HCl= ZnCl
2
+H
2
↑
«Ключевые слова»
Навеска
—
некоторое взвешенное количество вещества.
Осадок
— нерастворимое (в условиях проведения опыта) вещество, которое образуется при осуществлении реакции.
Фильтрование-
все вещества, и растворимые, и образовавшиеся нерастворимые, выливают в воронку, в которой находится
фильтр
(бумага, или ткань, или другой пористый материал).
Нерастворимые вещества
задерживаются на фильтре (размер частиц вещества больше, чем размер пор в фильтре) – говорят
«осадок отфильтровали».
«Ключевые слова»
«Вещество растворили…».
2) Взаимодействие растворяемого вещества с водой очевидно и не вызывает сомнений,
например «негашеную известь растворили в воде:
CaO+H
2
O=Ca(OH)
2
».
«Ключевые слова»
«Вещество растворили…».
Если же степень гидролиза небольшая (вещество образовано с участием только одного слабого электролита), то при составлении уравнения дальнейших превращений гидролиз можно не учитывать, например:
«хлорид меди (
II
) растворили в воде и в полученный раствор добавили раствор щёлочи:

CuCl
2
+2NaOH=Cu(OH)
2
↓+2NaCl
»

Алгоритмы организации работы обучающихся по сложным

темам ЕГЭ с целью формирования различных групп познавательных УУД

Тема «Решение заданий по химии, предполагающих мысленный эксперимент»

Задание 1. Сульфид хрома (III) обработали водой, при этом выделился газ и осталось нерастворимое вещество. К этому веществу прибавили раствор едкого натра и пропустили газообразный хлор, при этом раствор приобрел желтое окрашивание. Раствор подкислили серной кислотой, в результате окраска изменилась на оранжевую; через полученный раствор пропустили газ, выделившийся при обработке сульфида водой, и цвет раствора изменился на зеленый. Напишите уравнения реакций.

Решение:

Cr₂S₃ + 6H₂O = 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↓

2Cr⁺³(OH)₃ + 10NaOH + 3Cl₂⁰ = 2Na₂Cr⁺⁶O₄ + 6NaCl + 8H₂О

Cr⁺³ – 3e = Cr⁺⁶|3|2

Cl₂⁰ + 2e = 2Cl^-1 |2|3

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Na₂Cr₂⁺⁶O₇ + 3H₂S^-2 + 4 H₂SO₄ = Cr₂⁺³(SO₄)₃ + 3S⁰ + Na₂SO₄ + 6H₂O

2Cr⁺⁶ + 6e =2Cr⁺³|6|1

S^-2  -2e = S⁰  |2|3 Пример алгоритма действий, предполагающий развитие логических УУД (1)

1. Выделение «объекта» для анализа и классификация его элементов.

2. Ранжирование сложностей по выполнению задания на этапе разбора задачи.

3. Работа с отдельными элементами.

4. Синтез решения из отдельных элементов.

5. Реализация сравнения и сопоставления информации с имеющимися знаниями.

6. Определение своего уровня освоения указанной темы.

7. Ранжирование сложностей по выполнению задания.

Задание 2. Через раствор хлорида меди (II) с помощью графитовых электродов пропускали постоянный электрический ток. Выделившийся на катоде продукт электролиза растворили в концентрированной азотной кислоте. Образовавшийся при этом газ собрали и пропустили через раствор гидроксида натрия. Выделившийся на аноде газообразный продукт электролиза пропустили через горячий раствор гидроксид натрия.

Решение:

2CuCL₂ = 2Cu + Cl₂

Cu⁰ + 4HNO_{3конц­­} = Cu⁺²(NO₃)₂ + 2NO₂ +2H₂O

Cu⁰ – 2e = Cu⁺²|2|1

N⁺⁵ + 1e = N⁺⁴ |1|2

2NaOН + 2NO­₂ = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

Пример алгоритма действий, предполагающий развитие общеучебных УУД (2)

1. Выделение проблемы (проблем).

2. Анализ возможного хода решения проблемы с помощью графических образов.

3. Планирование элементов сотрудничества с обучающимися по решению проблем.

4. Проговаривание этапов решения про себя.

5. Представление решения у доски и коррекция.

6. Выбор подобных заданий, определение своего уровня сложностей.

Задание 3. Над поверхностью раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух окрашивался в бурый цвет, причем окраска через некоторое время исчезала. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твердый остаток представляет собой смесь двух солей. Выдерживание смеси на воздухе приводит образованию одного вещества. Напишите уравнения описанных реакций.

Решение:

N₂ + O₂ = 2NO

2NO + O₂ -= 2NO₂

2NaOH + 2NO₂ = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

2NaNO₂ + O₂ = 2NaNO₃

Пример алгоритма действий, предполагающий развитие критического чтения (3)

1. Работа с незнакомым текстом, выделение незнакомой для себя информации.

2. Сопоставление проблемных вопросов с уже имеющимися знаниями.

3. Осуществление поиска информации.

4. Запись задания, защита задания у доски.

5. На основе «дополнительного материала» разработка подобного задания.

Задание 4. При сжигании на воздухе простого вещества желтого цвета образуется газ с резким запахом. Этот газ выделяется также при обжиге некоторого минерала, содержащего железо, на воздухе. При действии разбавленной серной кислоты на вещество, состоящее из тех же элементов, что и минерал, но в другом соотношении, выделяется газ с характерным запахом тухлых яиц. При взаимодействии выделившихся газов друг с другом образуется исходное вещество. Напишите уравнения. Решение:

S + O₂ = SO₂

4FeS­₂ + 11O₂ = 2Fe­₂O₃ + 8SO₂

FeS + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂S↑

2H₂S^-2 + S⁺⁴O₂ = 3S⁰ + 2H₂O

S^-2 – 2e = S⁰ |2|2

S⁺⁴ + 4e = S⁰|4|1

Пример алгоритма действий обучающегося по построению и решению проблемы (4)

1. Анализ условия задачи по этапам.

2. Выделение проблемы задания и подпроблем в рамках каждого этапа.

3. Описание задания по уровням – (I) уже знаю, (II) сомневаюсь, (III) «творческий»

4. Решение элементов задания по предложенным алгоритмам.

5. Разработка собственного комплексного алгоритма по решению задания.

6. Анализ сложностей и письменное оформление рекомендаций по изучению темы.