Ispitni zadatak iz hemije 1 kako riješiti. Zadatak C1 za Jedinstveni državni ispit iz hemije. Karakteristike, savjeti, preporuke. Struktura ispitnog rada sastoji se od dva bloka

Dio C Jedinstvenog državnog ispita iz hemije počinje zadatkom C1, koji uključuje sastavljanje redoks reakcije (koja već sadrži neke od reagensa i proizvoda). Formulisan je na ovaj način:

C1. Koristeći metodu ravnoteže elektrona, napravite jednadžbu za reakciju. Identifikujte oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Kandidati često vjeruju da ovaj zadatak ne zahtijeva posebnu pripremu. Međutim, sadrži zamke koje ga sprečavaju da dobije pune ocjene. Hajde da smislimo na šta obratiti pažnju.

Teorijske informacije.

Kalijum permanganat kao oksidaciono sredstvo.

+ redukcioni agensi
u kiseloj sredini	u neutralnom okruženju	u alkalnoj sredini
(sol kiseline koja učestvuje u reakciji)		manganat ili, -

Dikromat i kromat kao oksidanti.

(kisela i neutralna sredina), (alkalna sredina) + redukcioni agensi uvek uspe
kisela sredina	neutralno okruženje	alkalnom okruženju
Soli onih kiselina koje učestvuju u reakciji:		u rastvoru ili topljenju

Povećanje oksidacionog stanja hroma i mangana.

Dušična kiselina sa metalima.

- ne oslobađa se vodonik, formiraju se produkti redukcije dušika.

Sumporna kiselina sa metalima.

- razrijeđen sumporna kiselina reaguje kao obična mineralna kiselina sa metalima levo u naponskom nizu, dok oslobađa se vodonik;
- nakon reakcije sa metalima koncentrirano sumporna kiselina ne oslobađa se vodonik, formiraju se produkti redukcije sumpora.

Disproporcionalnost.

Reakcije disproporcionalnosti su reakcije u kojima isto element je i oksidacijski i redukcijski agens, istovremeno povećavajući i smanjujući svoje oksidacijsko stanje:

Disproporcija nemetala - sumpora, fosfora, halogena (osim fluora).

Disproporcija dušikovog oksida (IV) i soli.

Djelatnost metala i nemetala.

Za analizu aktivnosti metala, bilo elektrohemijskog niza napona metala ili njihovog položaja u periodni sistem. Što je metal aktivniji, to će lakše odustati od elektrona i to će biti bolji redukcioni agens u redoks reakcijama.

Elektrohemijski naponski nizovi metala.

Osobine ponašanja nekih oksidacijskih i redukcijskih sredstava.

a) klorove soli i kiseline koje sadrže kisik u reakcijama s redukcijskim agensima obično prelaze u kloride:

b) ako reakcija uključuje supstance u kojima isti element ima negativna i pozitivna oksidaciona stanja, one se javljaju u nultom oksidacionom stanju (oslobađa se jednostavna supstanca).

Potrebne vještine.

1. Raspored oksidacionih stanja.
   Mora se imati na umu da je oksidacijsko stanje hipotetički naboj atoma (tj. uslovni, imaginarni), ali ne bi trebalo da ide van granica zdravog razuma. Može biti cijeli broj, razlomak ili nula.

   Vježba 1: Rasporedite oksidaciona stanja supstanci:

2. Raspored oksidacionih stanja u organskim materijama.
   Zapamtite da nas zanimaju oksidaciona stanja samo onih atoma ugljika koji mijenjaju svoju okolinu tokom redoks procesa, dok se ukupni naboj atoma ugljika i njegove okoline bez ugljika uzima kao 0.

   Zadatak 2: Odredite oksidacijsko stanje atoma ugljika zaokruženih zajedno s njihovim neugljičnim okruženjem:

   2-metilbuten-2: – =

   aceton:

   sirćetna kiselina: -

3. Ne zaboravite da se zapitate glavno pitanje: ko daje elektrone u ovoj reakciji, a ko ih uzima i u šta se pretvaraju? Da ne bi ispalo da elektroni stižu niotkuda ili odlete niotkuda.

   primjer:

   U ovoj reakciji trebali biste vidjeti da kalijum jodid može biti samo kao redukciono sredstvo, pa će kalijum nitrit prihvatiti elektrone, snižavanje njegovo oksidaciono stanje.
   Štaviše, pod ovim uslovima (razblažen rastvor) dušik prelazi iz do najbližeg oksidacijskog stanja.

4. Sastavljanje elektronske ravnoteže je teže ako jedinica formule neke supstance sadrži nekoliko atoma oksidacionog ili redukcionog sredstva.
   U ovom slučaju, to se mora uzeti u obzir u polureakciji pri izračunavanju broja elektrona.
   Najčešći problem je sa kalijum dihromatom, kada se on, kao oksidant, pretvara u:

   Ove iste dvojke se ne mogu zaboraviti prilikom izjednačenja, jer oni označavaju broj atoma date vrste u jednačini.

   Zadatak 3: Koji koeficijent treba staviti prije i prije

   
   

   Zadatak 4: Koji će se koeficijent u jednačini reakcije pojaviti prije magnezija?

5. Odredite u kojoj sredini (kiseloj, neutralnoj ili alkalnoj) dolazi do reakcije.
   To se može učiniti ili o proizvodima redukcije mangana i hroma, ili prema vrsti spojeva koji su dobiveni na desnoj strani reakcije: na primjer, ako u proizvodima vidimo kiselina, kiseli oksid- to znači da ovo definitivno nije alkalna sredina, a ako se taloži metalni hidroksid, definitivno nije kisela. Pa, naravno, ako na lijevoj strani vidimo metalne sulfate, a na desnoj - ništa poput spojeva sumpora - očito se reakcija odvija u prisustvu sumporne kiseline.

   Zadatak 5: Identifikujte medij i supstance u svakoj reakciji:

6. Zapamtite da je voda slobodan putnik; može i sudjelovati u reakciji i nastati.

   Zadatak 6:Na kojoj strani reakcije će završiti voda? U šta će cink ući?

   Zadatak 7: Meka i tvrda oksidacija alkena.
   Dovršite i izbalansirajte reakcije, nakon što ste prethodno rasporedili oksidaciona stanja u organskim molekulima:

   (hladna veličina)

   (vodeni rastvor)

7. Ponekad se proizvod reakcije može odrediti samo sastavljanjem elektronske vage i razumijevanjem kojih čestica imamo više:

   Zadatak 8:Koji će drugi proizvodi biti dostupni? Dodajte i izjednačite reakciju:

8. U šta se reaktanti pretvaraju u reakciji?
   Ako odgovor na ovo pitanje ne daju dijagrami koje smo naučili, onda moramo analizirati koji su oksidacijski i redukcijski agens u reakciji jaki ili ne?
   Ako je oksidant srednje jačine, malo je vjerovatno da može oksidirati, na primjer, sumpor od do, obično oksidacija ide samo do.
   I obrnuto, ako je jako redukciono sredstvo i može obnoviti sumpor od do , onda - samo do .

   Zadatak 9: U šta će se sumpor pretvoriti? Dodajte i uravnotežite reakcije:

   (konc.)

9. Provjerite sadrži li reakcija i oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo.

   Zadatak 10: Koliko je drugih proizvoda u ovoj reakciji i koji?

10. Ako obje tvari mogu pokazati svojstva i redukcijskog i oksidacijskog agensa, morate razmisliti o tome koja od njih više aktivno oksidaciono sredstvo. Tada će drugi biti reduktor.

    Zadatak 11: Koji od ovih halogena je oksidaciono, a koji redukciono sredstvo?

11. Ako je jedan od reaktanata tipičan oksidacijski ili redukcijski agens, onda će drugi "činiti svoju volju", ili dajući elektrone oksidacijskom agensu ili prihvatajući elektrone iz redukcijskog agensa.

    Vodikov peroksid je supstanca sa dvojna priroda, u ulozi oksidatora (što mu je karakterističnije) prelazi u vodu, a u ulozi redukcionog sredstva prelazi u slobodni gasoviti kiseonik.

    Zadatak 12: Koju ulogu ima vodikov peroksid u svakoj reakciji?

Redoslijed postavljanja koeficijenata u jednačinu.

Prvo unesite koeficijente dobijene iz elektronskog bilansa.
Zapamtite da ih možete udvostručiti ili skratiti samo zajedno. Ako bilo koja tvar djeluje i kao medij i kao oksidacijsko sredstvo (reduciranje), morat će se izjednačiti kasnije, kada se postave gotovo svi koeficijenti.
Pretposljednji element za izjednačavanje je vodonik, i Provjeravamo samo kisik!

Uzmite si vremena brojeći atome kiseonika! Ne zaboravite da množite umjesto da dodajete indekse i koeficijente.
Broj atoma kisika na lijevoj i desnoj strani mora se približiti!
Ako se to ne dogodi (pod pretpostavkom da ih pravilno brojite), negdje postoji greška.

Moguće greške.

1. Raspored oksidacionih stanja: pažljivo proverite svaku supstancu.
   Često griješe u sljedećim slučajevima:

   a) oksidaciono stanje u jedinjenja vodonika nemetali: fosfin - oksidaciono stanje fosfora - negativan;
   b) u organskim supstancama - ponovo provjeriti da li je uzeto u obzir cjelokupno okruženje atoma;
   c) amonijak i amonijum soli - sadrže azot Uvijek ima oksidacijsko stanje;
   d) kisikove soli i kiseline hlora - u njima hlor može imati oksidaciono stanje;
   e) peroksidi i superoksidi - u njima kiseonik nema oksidaciono stanje, ponekad, a u - čak;
   e) dvostruki oksidi: - u njima metali dva različita oksidacijskih stanja, obično samo jedno od njih je uključeno u prijenos elektrona.

   Zadatak 14: Dodajte i izjednačite:

   Zadatak 15: Dodajte i izjednačite:

2. Izbor proizvoda bez uzimanja u obzir prijenosa elektrona - to jest, na primjer, u reakciji postoji samo oksidacijsko sredstvo bez reduktivnog sredstva, ili obrnuto.

   Primjer: slobodni hlor se često gubi u reakciji. Ispostavilo se da su elektroni došli do mangana iz svemira...

3. Proizvodi koji su neispravni sa hemijske tačke gledišta: supstanca koja je u interakciji sa okolinom ne može se dobiti!

   a) u kiseloj sredini ne mogu nastati metalni oksid, baza, amonijak;
   b) u alkalnoj sredini se neće formirati kiselina ili kiseli oksid;
   c) oksid, ili još više metal, koji burno reaguje sa vodom, ne nastaje u vodenom rastvoru.

   Zadatak 16: Pronađite u reakcijama pogrešno proizvode, objasnite zašto se ne mogu nabaviti pod ovim uslovima:

Odgovori i rješenja zadataka s objašnjenjima.

Vježba 1:

Zadatak 2:

2-metilbuten-2: – =

aceton:

sirćetna kiselina: -

Zadatak 3:

Pošto se u molekulu dihromata nalaze 2 atoma hroma, oni daju 2 puta više elektrona – tj. 6.

Zadatak 4:

Pošto je u molekulu dva atoma azota, ovo dvoje se mora uzeti u obzir u elektronskom bilansu - tj. pre magnezijuma to bi trebao biti koeficijent .

Zadatak 5:

Ako je okruženje alkalno, tada će postojati fosfor u obliku soli- kalijum fosfat.

Ako je okolina kisela, tada se fosfin pretvara u fosfornu kiselinu.

Zadatak 6:

Pošto je cink amfoterično metala, u alkalnoj otopini nastaje hidrokso kompleks. Kao rezultat raspoređivanja koeficijenata, utvrđeno je da voda mora biti prisutna na lijevoj strani reakcije:

Zadatak 7:

Odustani od elektrona dva atoma u molekulu alkena. Stoga moramo uzeti u obzir general broj elektrona doniranih od strane cijele molekule:

(hladna veličina)

Imajte na umu da je od 10 kalijevih jona 9 raspoređeno između dvije soli, tako da će rezultat biti alkalni samo jedan molekula.

Zadatak 8:

U procesu sastavljanja bilansa to vidimo na svaka 2 jona postoje 3 sulfatna jona. To znači da pored kalijum sulfata, još jedan sumporna kiselina(2 molekula).

Zadatak 9:

(permanganat u rastvoru nije jako oksidaciono sredstvo; imajte na umu da voda ide preko u procesu prilagođavanja udesno!)

(konc.)
(koncentrirano Azotna kiselina veoma jak oksidant)

Zadatak 10:

Ne zaboravi to mangan prihvata elektrone, pri čemu hlor bi ih trebao odati.
Klor se oslobađa kao jednostavna supstanca.

Zadatak 11:

Što je nemetal viši u podgrupi, to je više aktivno oksidaciono sredstvo, tj. hlor će biti oksidant u ovoj reakciji. Jod prelazi u svoje najstabilnije pozitivno oksidaciono stanje, formirajući jodnu kiselinu.

Zadatak 12:

(peroksid je oksidaciono sredstvo, jer je redukciono sredstvo)

(peroksid je redukciono sredstvo, jer je oksidant kalijum permanganat)

(peroksid je oksidaciono sredstvo, jer je uloga redukcionog agensa tipičnija za kalijum nitrit, koji ima tendenciju da se pretvori u nitrat)

Ukupni naboj čestice u kalijevom superoksidu je . Stoga on može samo dati.

Dio C Jedinstvenog državnog ispita iz hemije počinje zadatkom C1, koji uključuje sastavljanje redoks reakcije (koja već sadrži neke od reagensa i proizvoda). Formulisan je na ovaj način:

C1. Koristeći metodu ravnoteže elektrona, napravite jednadžbu za reakciju. Identifikujte oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Kandidati često vjeruju da ovaj zadatak ne zahtijeva posebnu pripremu. Međutim, sadrži zamke koje ga sprečavaju da dobije pune ocjene. Hajde da smislimo na šta obratiti pažnju.

Teorijske informacije.

Kalijum permanganat kao oksidaciono sredstvo.

+ redukcioni agensi
u kiseloj sredini	u neutralnom okruženju	u alkalnoj sredini
(sol kiseline koja učestvuje u reakciji)		manganat ili, -

Dikromat i kromat kao oksidanti.

(kisela i neutralna sredina), (alkalna sredina) + redukcioni agensi uvek uspe
kisela sredina	neutralno okruženje	alkalnom okruženju
Soli onih kiselina koje učestvuju u reakciji:		u rastvoru ili topljenju

Povećanje oksidacionog stanja hroma i mangana.

Dušična kiselina sa metalima.

- ne oslobađa se vodonik, formiraju se produkti redukcije dušika.

Sumporna kiselina sa metalima.

- razrijeđen sumporna kiselina reaguje kao obična mineralna kiselina sa metalima levo u naponskom nizu, dok oslobađa se vodonik;
- nakon reakcije sa metalima koncentrirano sumporna kiselina ne oslobađa se vodonik, formiraju se produkti redukcije sumpora.

Disproporcionalnost.

Reakcije disproporcionalnosti su reakcije u kojima isto element je i oksidacijski i redukcijski agens, istovremeno povećavajući i smanjujući svoje oksidacijsko stanje:

Disproporcija nemetala - sumpora, fosfora, halogena (osim fluora).

Disproporcija dušikovog oksida (IV) i soli.

Djelatnost metala i nemetala.

Za analizu aktivnosti metala koristi se ili elektrohemijski niz napona metala ili njihov položaj u periodnom sistemu. Što je metal aktivniji, to će lakše odustati od elektrona i to će biti bolji redukcioni agens u redoks reakcijama.

Elektrohemijski naponski nizovi metala.

Osobine ponašanja nekih oksidacijskih i redukcijskih sredstava.

a) klorove soli i kiseline koje sadrže kisik u reakcijama s redukcijskim agensima obično prelaze u kloride:

b) ako reakcija uključuje supstance u kojima isti element ima negativna i pozitivna oksidaciona stanja, one se javljaju u nultom oksidacionom stanju (oslobađa se jednostavna supstanca).

Potrebne vještine.

1. Raspored oksidacionih stanja.
   Mora se imati na umu da je oksidacijsko stanje hipotetički naboj atoma (tj. uslovni, imaginarni), ali ne bi trebalo da ide van granica zdravog razuma. Može biti cijeli broj, razlomak ili nula.

   Vježba 1: Rasporedite oksidaciona stanja supstanci:

2. Raspored oksidacionih stanja u organskim materijama.
   Zapamtite da nas zanimaju oksidaciona stanja samo onih atoma ugljika koji mijenjaju svoju okolinu tokom redoks procesa, dok se ukupni naboj atoma ugljika i njegove okoline bez ugljika uzima kao 0.

   Zadatak 2: Odredite oksidacijsko stanje atoma ugljika zaokruženih zajedno s njihovim neugljičnim okruženjem:

   2-metilbuten-2: – =

   aceton:

   sirćetna kiselina: -

3. Ne zaboravite da sebi postavite glavno pitanje: ko odustaje od elektrona u ovoj reakciji, a ko ih uzima i u šta se pretvaraju? Da ne bi ispalo da elektroni stižu niotkuda ili odlete niotkuda.

   primjer:

   U ovoj reakciji trebali biste vidjeti da kalijum jodid može biti samo kao redukciono sredstvo, pa će kalijum nitrit prihvatiti elektrone, snižavanje njegovo oksidaciono stanje.
   Štaviše, pod ovim uslovima (razblažen rastvor) dušik prelazi iz do najbližeg oksidacijskog stanja.

4. Sastavljanje elektronske ravnoteže je teže ako jedinica formule neke supstance sadrži nekoliko atoma oksidacionog ili redukcionog sredstva.
   U ovom slučaju, to se mora uzeti u obzir u polureakciji pri izračunavanju broja elektrona.
   Najčešći problem je sa kalijum dihromatom, kada se on, kao oksidant, pretvara u:

   Ove iste dvojke se ne mogu zaboraviti prilikom izjednačenja, jer oni označavaju broj atoma date vrste u jednačini.

   Zadatak 3: Koji koeficijent treba staviti prije i prije

   
   

   Zadatak 4: Koji će se koeficijent u jednačini reakcije pojaviti prije magnezija?

5. Odredite u kojoj sredini (kiseloj, neutralnoj ili alkalnoj) dolazi do reakcije.
   To se može učiniti ili o proizvodima redukcije mangana i hroma, ili prema vrsti spojeva koji su dobiveni na desnoj strani reakcije: na primjer, ako u proizvodima vidimo kiselina, kiseli oksid- to znači da ovo definitivno nije alkalna sredina, a ako se taloži metalni hidroksid, definitivno nije kisela. Pa, naravno, ako na lijevoj strani vidimo metalne sulfate, a na desnoj - ništa poput spojeva sumpora - očito se reakcija odvija u prisustvu sumporne kiseline.

   Zadatak 5: Identifikujte medij i supstance u svakoj reakciji:

6. Zapamtite da je voda slobodan putnik; može i sudjelovati u reakciji i nastati.

   Zadatak 6:Na kojoj strani reakcije će završiti voda? U šta će cink ući?

   Zadatak 7: Meka i tvrda oksidacija alkena.
   Dovršite i izbalansirajte reakcije, nakon što ste prethodno rasporedili oksidaciona stanja u organskim molekulima:

   (hladna veličina)

   (vodeni rastvor)

7. Ponekad se proizvod reakcije može odrediti samo sastavljanjem elektronske vage i razumijevanjem kojih čestica imamo više:

   Zadatak 8:Koji će drugi proizvodi biti dostupni? Dodajte i izjednačite reakciju:

8. U šta se reaktanti pretvaraju u reakciji?
   Ako odgovor na ovo pitanje ne daju dijagrami koje smo naučili, onda moramo analizirati koji su oksidacijski i redukcijski agens u reakciji jaki ili ne?
   Ako je oksidant srednje jačine, malo je vjerovatno da može oksidirati, na primjer, sumpor od do, obično oksidacija ide samo do.
   I obrnuto, ako je jako redukciono sredstvo i može obnoviti sumpor od do , onda - samo do .

   Zadatak 9: U šta će se sumpor pretvoriti? Dodajte i uravnotežite reakcije:

   (konc.)

9. Provjerite sadrži li reakcija i oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo.

   Zadatak 10: Koliko je drugih proizvoda u ovoj reakciji i koji?

10. Ako obje tvari mogu pokazati svojstva i redukcijskog i oksidacijskog agensa, morate razmisliti o tome koja od njih više aktivno oksidaciono sredstvo. Tada će drugi biti reduktor.

    Zadatak 11: Koji od ovih halogena je oksidaciono, a koji redukciono sredstvo?

11. Ako je jedan od reaktanata tipičan oksidacijski ili redukcijski agens, onda će drugi "činiti svoju volju", ili dajući elektrone oksidacijskom agensu ili prihvatajući elektrone iz redukcijskog agensa.

    Vodikov peroksid je supstanca sa dvojna priroda, u ulozi oksidatora (što mu je karakterističnije) prelazi u vodu, a u ulozi redukcionog sredstva prelazi u slobodni gasoviti kiseonik.

    Zadatak 12: Koju ulogu ima vodikov peroksid u svakoj reakciji?

Redoslijed postavljanja koeficijenata u jednačinu.

Prvo unesite koeficijente dobijene iz elektronskog bilansa.
Zapamtite da ih možete udvostručiti ili skratiti samo zajedno. Ako bilo koja tvar djeluje i kao medij i kao oksidacijsko sredstvo (reduciranje), morat će se izjednačiti kasnije, kada se postave gotovo svi koeficijenti.
Pretposljednji element za izjednačavanje je vodonik, i Provjeravamo samo kisik!

Uzmite si vremena brojeći atome kiseonika! Ne zaboravite da množite umjesto da dodajete indekse i koeficijente.
Broj atoma kisika na lijevoj i desnoj strani mora se približiti!
Ako se to ne dogodi (pod pretpostavkom da ih pravilno brojite), negdje postoji greška.

Moguće greške.

1. Raspored oksidacionih stanja: pažljivo proverite svaku supstancu.
   Često griješe u sljedećim slučajevima:

   a) oksidaciona stanja u vodikovim jedinjenjima nemetala: fosfin - oksidaciono stanje fosfora - negativan;
   b) u organskim supstancama - ponovo provjeriti da li je uzeto u obzir cjelokupno okruženje atoma;
   c) amonijak i amonijum soli - sadrže azot Uvijek ima oksidacijsko stanje;
   d) kisikove soli i kiseline hlora - u njima hlor može imati oksidaciono stanje;
   e) peroksidi i superoksidi - u njima kiseonik nema oksidaciono stanje, ponekad, a u - čak;
   e) dvostruki oksidi: - u njima metali dva različita oksidacijskih stanja, obično samo jedno od njih je uključeno u prijenos elektrona.

   Zadatak 14: Dodajte i izjednačite:

   Zadatak 15: Dodajte i izjednačite:

2. Izbor proizvoda bez uzimanja u obzir prijenosa elektrona - to jest, na primjer, u reakciji postoji samo oksidacijsko sredstvo bez reduktivnog sredstva, ili obrnuto.

   Primjer: slobodni hlor se često gubi u reakciji. Ispostavilo se da su elektroni došli do mangana iz svemira...

3. Proizvodi koji su neispravni sa hemijske tačke gledišta: supstanca koja je u interakciji sa okolinom ne može se dobiti!

   a) u kiseloj sredini ne mogu nastati metalni oksid, baza, amonijak;
   b) u alkalnoj sredini se neće formirati kiselina ili kiseli oksid;
   c) oksid, ili još više metal, koji burno reaguje sa vodom, ne nastaje u vodenom rastvoru.

   Zadatak 16: Pronađite u reakcijama pogrešno proizvode, objasnite zašto se ne mogu nabaviti pod ovim uslovima:

Odgovori i rješenja zadataka s objašnjenjima.

Vježba 1:

Zadatak 2:

2-metilbuten-2: – =

aceton:

sirćetna kiselina: -

Zadatak 3:

Pošto se u molekulu dihromata nalaze 2 atoma hroma, oni daju 2 puta više elektrona – tj. 6.

Zadatak 4:

Pošto je u molekulu dva atoma azota, ovo dvoje se mora uzeti u obzir u elektronskom bilansu - tj. pre magnezijuma to bi trebao biti koeficijent .

Zadatak 5:

Ako je okruženje alkalno, tada će postojati fosfor u obliku soli- kalijum fosfat.

Ako je okolina kisela, tada se fosfin pretvara u fosfornu kiselinu.

Zadatak 6:

Pošto je cink amfoterično metala, u alkalnoj otopini nastaje hidrokso kompleks. Kao rezultat raspoređivanja koeficijenata, utvrđeno je da voda mora biti prisutna na lijevoj strani reakcije:

Zadatak 7:

Odustani od elektrona dva atoma u molekulu alkena. Stoga moramo uzeti u obzir general broj elektrona doniranih od strane cijele molekule:

(hladna veličina)

Imajte na umu da je od 10 kalijevih jona 9 raspoređeno između dvije soli, tako da će rezultat biti alkalni samo jedan molekula.

Zadatak 8:

U procesu sastavljanja bilansa to vidimo na svaka 2 jona postoje 3 sulfatna jona. To znači da pored kalijum sulfata, još jedan sumporna kiselina(2 molekula).

Zadatak 9:

(permanganat u rastvoru nije jako oksidaciono sredstvo; imajte na umu da voda ide preko u procesu prilagođavanja udesno!)

(konc.)
(koncentrirana dušična kiselina je vrlo jak oksidant)

Zadatak 10:

Ne zaboravi to mangan prihvata elektrone, pri čemu hlor bi ih trebao odati.
Klor se oslobađa kao jednostavna supstanca.

Zadatak 11:

Što je nemetal viši u podgrupi, to je više aktivno oksidaciono sredstvo, tj. hlor će biti oksidant u ovoj reakciji. Jod prelazi u svoje najstabilnije pozitivno oksidaciono stanje, formirajući jodnu kiselinu.

Zadatak 12:

(peroksid je oksidaciono sredstvo, jer je redukciono sredstvo)

(peroksid je redukciono sredstvo, jer je oksidant kalijum permanganat)

(peroksid je oksidaciono sredstvo, jer je uloga redukcionog agensa tipičnija za kalijum nitrit, koji ima tendenciju da se pretvori u nitrat)

Ukupni naboj čestice u kalijevom superoksidu je . Stoga on može samo dati.

Pogledajmo zadatke predstavljene u ispitnom radu okrećući se na demo verzija Jedinstveni državni ispit iz hemije 2019

Blok „Struktura atoma. Periodični zakon i periodni sistem hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev. Obrasci promjena svojstava hemijskih elemenata po periodima i grupama.” „Struktura materije. Hemijska veza"

Ovaj blok sadrži samo zadatke osnovni nivo poteškoće koje su imale za cilj testiranje asimilacije pojmova koji karakterišu strukturu atoma hemijski elementi i strukturu supstanci, kao i za ispitivanje sposobnosti upotrebe Periodični zakon uporediti svojstva elemenata i njihovih spojeva.

Pogledajmo ove zadatke.

Zadaci 1-3 su ujedinjeni jednim kontekstom:

Vježba 1

Odredi koji atomi elemenata naznačenih u nizu u osnovnom stanju imaju četiri elektrona na vanjskom energetskom nivou.

Zapišite brojeve odabranih elemenata u polje za odgovor.

Za izvršenje zadaci 1 potrebno je primijeniti znanje o strukturi elektronske ljuske atomi hemijskih elemenata prva četiri perioda, s-, p- I d- elementi, o elektronski konfiguracije atoma, osnovna i pobuđena stanja atoma. Prikazani elementi su u glavnim podgrupama, pa je broj vanjskih elektrona njihovih atoma jednak broju grupe u kojoj se element nalazi. Atom silicija i ugljika imaju četiri vanjska elektrona.

U 2018. godini 61,0% ispitanika je uspješno završilo zadatak 1.

Priručnik sadrži zadaci obuke osnovni i napredni nivoi složenosti, grupirani po temi i vrsti. Zadaci su raspoređeni istim redoslijedom kako je predloženo na ispitu verzija Jedinstvenog državnog ispita. Na početku svakog tipa zadatka nalaze se elementi sadržaja za testiranje – teme koje biste trebali proučiti prije početka. Priručnik će biti koristan za nastavnike hemije, jer omogućava efikasnu organizaciju obrazovni proces u nastavi, sprovođenje kontinuiranog praćenja znanja, kao i priprema učenika za polaganje Jedinstvenog državnog ispita.

Nastavljamo s raspravom o rješenju problema tipa C1 (br. 30), s kojim će se sigurno susresti svi koji budu polagali Jedinstveni državni ispit iz hemije. U prvom dijelu članka iznijeli smo opći algoritam za rješavanje problema 30, u drugom dijelu analizirali smo nekoliko prilično složenih primjera.

Treći dio započinjemo raspravom o tipičnim oksidacijskim i redukcijskim agensima i njihovim transformacijama u različitim medijima.

Peti korak: raspravljamo o tipičnim OVR-ima koji se mogu pojaviti u zadatku br. 30

Želio bih podsjetiti na nekoliko stvari koje se odnose na koncept oksidacijskog stanja. Već smo napomenuli da je konstantno stanje oksidacije karakteristično samo za relativno mali broj elemenata (fluor, kiseonik, alkalni i zemnoalkalni metali itd.) Većina elemenata može ispoljiti različita oksidaciona stanja. Na primjer, za klor su sva stanja moguća od -1 do +7, iako su neparne vrijednosti najstabilnije. Azot pokazuje oksidaciona stanja od -3 do +5, itd.

Dva su važna pravila koja treba jasno zapamtiti.

1. Najviše oksidaciono stanje nemetalnog elementa u većini slučajeva poklapa se sa brojem grupe u kojoj se element nalazi, a najniže oksidaciono stanje = broj grupe - 8.

Na primjer, hlor je u grupi VII, pa je njegovo najveće oksidaciono stanje = +7, a najniže - 7 - 8 = -1. Selen je u grupi VI. Najveće oksidaciono stanje = +6, najniže - (-2). Silicijum se nalazi u grupi IV; odgovarajuće vrijednosti su +4 i -4.

Zapamtite da postoje izuzeci od ovog pravila: najviše oksidacijsko stanje kisika = +2 (a čak se i ovo pojavljuje samo u kisikovom fluoridu), a najviše oksidacijsko stanje fluora = 0 (u jednostavnoj tvari)!

2. Metali nisu u stanju da ispolje negativna oksidaciona stanja. Ovo je veoma važno, s obzirom da više od 70% hemijskih elemenata čine metali.

A sada pitanje: "Može li Mn(+7) djelovati kao redukcijski agens u kemijskim reakcijama?" Uzmite si vremena, pokušajte sami odgovoriti.

Tačan odgovor: "Ne, ne može!" To je vrlo lako objasniti. Pogledajte poziciju ovog elementa u periodnom sistemu. Mn je u grupi VII, pa je njegovo VISOKO oksidaciono stanje +7. Kada bi Mn(+7) delovao kao redukciono sredstvo, njegovo oksidaciono stanje bi se povećalo (zapamtite definiciju redukcionog sredstva!), ali to je nemoguće, jer već ima maksimalnu vrednost. Zaključak: Mn(+7) može biti samo oksidant.

Iz istog razloga SAMO OKSIDATNA svojstva mogu pokazati S(+6), N(+5), Cr(+6), V(+5), Pb(+4), itd. Pogledajte poziciju ovih elemenata u sistemu periodnog sistema i uvjerite se sami.

I još jedno pitanje: "Može li Se(-2) djelovati kao oksidacijski agens u kemijskim reakcijama?"

I opet je odgovor negativan. Verovatno ste već pogodili šta se ovde dešava. Selen je u grupi VI, njegovo NAJNIŽE oksidaciono stanje je -2. Se(-2) ne može DOBITI elektrone, tj. ne može biti oksidaciono sredstvo. Ako Se(-2) učestvuje u ORR, onda samo u ulozi REDUKTORA.

Iz sličnog razloga, JEDINI REDUKCIRAJUĆI AGENS može biti N(-3), P(-3), S(-2), Te(-2), I(-1), Br(-1) itd.

Konačni zaključak: element u najnižem oksidacionom stanju može djelovati u ORR samo kao redukcijsko sredstvo, a element s najvišim oksidacijskim stanjem može djelovati samo kao oksidacijsko sredstvo.

"Šta ako element ima srednje oksidacijsko stanje?" - pitate. Pa, onda su moguće i njegova oksidacija i redukcija. Na primjer, sumpor se oksidira u reakciji s kisikom, a reducira u reakciji s natrijem.

Vjerojatno je logično pretpostaviti da će svaki element u najvišem oksidacionom stanju biti izražen oksidant, a u najnižem - jak redukcioni agens. U većini slučajeva to je tačno. Na primjer, sva jedinjenja Mn(+7), Cr(+6), N(+5) mogu se klasifikovati kao jaki oksidanti. Ali, na primjer, P(+5) i C(+4) se teško vraćaju. I gotovo je nemoguće natjerati Ca(+2) ili Na(+1) da djeluju kao oksidacijski agens, iako su, formalno govoreći, +2 i +1 također višim stepenima oksidacija.

Suprotno tome, mnoga jedinjenja hlora (+1) su moćna oksidaciona sredstva, iako je oksidaciono stanje +1 u u ovom slučaju daleko od najvišeg.

F(-1) i Cl(-1) su loši redukcioni agensi, dok su njihovi analozi (Br(-1) i I(-1)) dobri. Kiseonik u najnižem oksidacionom stanju (-2) praktično ne pokazuje redukciona svojstva, a Te(-2) je moćno redukciono sredstvo.

Vidimo da nije sve tako očigledno kako bismo želeli. U nekim slučajevima, sposobnost oksidacije i redukcije može se lako predvidjeti; u drugim slučajevima, samo trebate zapamtiti da je supstanca X, recimo, dobar oksidant.

Čini se da smo konačno došli do liste tipičnih oksidacijskih i redukcijskih sredstava. Želio bih da ne samo da "zapamtite" ove formule (iako bi to bilo lijepo!), već i da možete objasniti zašto je ova ili ona supstanca uključena u odgovarajuću listu.

Tipični oksidanti

1. Jednostavne supstance - nemetali: F 2, O 2, O 3, Cl 2, Br 2.
2. Koncentrovana sumporna kiselina (H 2 SO 4), azotna kiselina (HNO 3) u bilo kojoj koncentraciji, hipohlorna kiselina (HClO), perhlorna kiselina (HClO 4).
3. Kalijum permanganat i kalijum manganat (KMnO 4 i K 2 MnO 4), hromati i dihromati (K 2 CrO 4 i K 2 Cr 2 O 7), bizmutati (npr. NaBiO 3).
4. Oksidi hroma (VI), bizmuta (V), olova (IV), mangana (IV).
5. Hipohloriti (NaClO), hlorati (NaClO 3) i perhlorati (NaClO 4); nitrati (KNO 3).
6. Peroksidi, superoksidi, ozonidi, organski peroksidi, peroksokiseline, sve druge tvari koje sadrže -O-O- grupu (na primjer, vodikov peroksid - H 2 O 2, natrijum peroksid - Na 2 O 2, kalijev superoksid - KO 2).
7. Metalni joni koji se nalaze na desnoj strani naponske serije: Au 3+, Ag +.

Tipični redukcioni agensi

1. Jednostavne supstance - metali: alkalne i zemnoalkalne, Mg, Al, Zn, Sn.
2. Jednostavne supstance - nemetali: H 2, C.
3. Metalni hidridi: LiH, CaH 2, litijum aluminijum hidrid (LiAlH 4), natrijum borohidrid (NaBH 4).
4. Hidridi nekih nemetala: HI, HBr, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, PH 3, silani i borani.
5. Jodidi, bromidi, sulfidi, selenidi, fosfidi, nitridi, karbidi, nitriti, hipofosfiti, sulfiti.
6. Ugljen monoksid (CO).

Želio bih da istaknem nekoliko tačaka:

1. Nisam sebi postavio cilj da navedem sve oksidacione i redukcione agense. To je nemoguće, i nije potrebno.
2. Ista tvar može djelovati kao oksidant u jednom procesu, a kao oksidant u drugom.
3. Niko ne može garantovati da ćete sigurno naići na jednu od ovih supstanci u problemu sa ispitom C1, ali je verovatnoća za to vrlo velika.
4. Ono što je važno nije mehaničko pamćenje formula, već RAZUMEVANJE. Pokušajte sami sebe testirati: napišite tvari s dvije liste pomiješane, a zatim ih pokušajte samostalno razdvojiti na tipične oksidirajuće i redukcijske agense. Koristite ista razmatranja o kojima smo govorili na početku ovog članka.

A sada jedan mali test. Ponudit ću vam nekoliko nepotpunih jednačina, a vi ćete pokušati pronaći oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo. Još nije potrebno sabirati desne strane jednadžbi.

Primjer 12. Odredite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo u ORR:

HNO3 + Zn = ...

CrO 3 + C 3 H 6 + H 2 SO 4 = ...

Na 2 SO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = ...

O 3 + Fe(OH) 2 + H 2 O = ...

CaH 2 + F 2 = ...

KMnO 4 + KNO 2 + KOH = ...

H 2 O 2 + K 2 S + KOH = ...

Mislim da ste ovaj zadatak obavili bez poteškoća. Ako imate problema, pročitajte još jednom početak ovog članka, poradite na listi tipičnih oksidacijskih sredstava.

"Sve je ovo divno!", uzviknut će nestrpljivi čitatelj. "Ali gdje su obećani problemi C1 sa nepotpunim jednačinama? Da, u primjeru 12 mogli smo odrediti oksidant i oksidant, ali to nije glavno. Glavna stvar je da budemo u stanju da dopunimo jednadžbu reakcije, a može li nam lista oksidacionih sredstava pomoći u tome?"

Da, može, ako razumijete ŠTA SE DEŠAVA sa tipičnim oksidantima u njima različitim uslovima. Upravo to ćemo sada učiniti.

Šesti korak: transformacije nekih oksidansa u različitim sredinama. "Sudbina" permanganata, hromata, azotne i sumporne kiseline

Dakle, ne samo da moramo biti u stanju prepoznati tipične oksidacijske agense, već i razumjeti u šta se te supstance pretvaraju tokom redoks reakcije. Očigledno, bez ovog razumijevanja nećemo moći ispravno riješiti problem 30. Situacija je komplikovana činjenicom da se proizvodi interakcije ne mogu JEDINSTVENO naznačiti. Nema smisla pitati se: "U šta će se kalijum permanganat pretvoriti tokom procesa redukcije?" Sve zavisi od mnogo razloga. U slučaju KMnO 4, glavna je kiselost (pH) medijuma. U principu, priroda proizvoda za oporavak može ovisiti o:

1. redukciono sredstvo koje se koristi tokom procesa,
2. kiselost okoline,
3. koncentracije učesnika reakcije,
4. temperatura procesa.

Nećemo sada govoriti o utjecaju koncentracije i temperature (iako se radoznali mladi kemičari mogu prisjetiti da, na primjer, klor i brom različito djeluju s vodenim rastvorom alkalija na hladnom i kada se zagrijavaju). Fokusirajmo se na pH medijuma i jačinu redukcionog sredstva.

Informacije u nastavku su jednostavno nešto za pamćenje. Nema potrebe da pokušavate analizirati uzroke, samo ZAPAMTITE produkte reakcije. Uvjeravam vas, ovo bi vam moglo biti od koristi na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije.

Proizvodi redukcije kalijum permanganata (KMnO 4) u različitim medijima

Primjer 13. Dopuni jednadžbe redoks reakcija:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = ...

Rješenje. Rukovodeći se listom tipičnih oksidacionih i redukcionih sredstava, dolazimo do zaključka da je oksidaciono sredstvo u svim ovim reakcijama kalijum permanganat, a redukciono sredstvo kalijum sulfit.

H 2 SO 4 , H 2 O i KOH određuju prirodu rastvora. U prvom slučaju, reakcija se odvija u kiseloj sredini, u drugom - u neutralnom okruženju, u trećem - u alkalnoj sredini.

Zaključak: u prvom slučaju permanganat će se reducirati na Mn(II) sol, u drugom - na manganov dioksid, u trećem - na kalij-manganat. Dodajmo jednadžbe reakcije:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + ...

U šta će se pretvoriti kalijum sulfit? Pa, naravno, u sulfat. Očigledno je da K u sastavu K 2 SO 3 jednostavno nema gdje dalje oksidirati, oksidacija kisika je krajnje mala (iako je u principu moguća), ali S(+4) lako prelazi u S(+6 ). Produkt oksidacije je K 2 SO 4, možete dodati ovu formulu u jednadžbe:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Naše jednačine su skoro spremne. Ostaje samo dodati supstance koje nisu direktno uključene u OVR i postaviti koeficijente. Usput, ako krenete od druge tačke, možda će biti još lakše. Napravimo, na primjer, elektronsku vagu za posljednju reakciju

Ispred formula KMnO 4 i K 2 MnO 4 stavljamo koeficijent 2; ispred formula sulfita i kalijum sulfata mislimo na koeficijent. 1:

2KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Na desnoj strani vidimo 6 atoma kalija, na lijevoj - do sada samo 5. Moramo ispraviti situaciju; stavite koeficijent 2 ispred formule KOH:

2KMnO 4 + 2KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Završni dodir: na lijevoj strani vidimo atome vodonika, na desnoj ih nema. Očigledno, hitno moramo pronaći neku tvar koja sadrži vodik u oksidacijskom stanju +1. Idemo po vodu!

2KMnO 4 + 2KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Provjerimo još jednom jednačinu. Da, sve je super!

"Zanimljiv film!", primetiće budni mladi hemičar. "Zašto ste dodali vodu u poslednjem koraku? Šta ako želim da dodam vodikov peroksid ili samo H2 ili kalijum hidrid ili H2S? Dodali ste vodu jer ste MORALI dodaj ili ti se samo tako dopalo?”

Pa, hajde da shvatimo. Pa, prvo, mi naravno nemamo pravo dodavati supstance u jednadžbu reakcije po volji. Reakcija ide tačno onako kako ide; kako je priroda naredila. Naše simpatije i nesviđanja ne mogu uticati na tok procesa. Možemo pokušati promijeniti uvjete reakcije (povećati temperaturu, dodati katalizator, promijeniti tlak), ali ako su uvjeti reakcije postavljeni, njen rezultat više ne može ovisiti o našoj volji. Dakle, formula vode u jednačini posljednje reakcije nije moja želja, već činjenica.

Drugo, možete pokušati izjednačiti reakciju u slučajevima kada su tvari koje ste naveli prisutne umjesto vode. Uvjeravam vas: ni u kom slučaju to nećete moći učiniti.

Treće, opcije s H 2 O 2, H 2, KH ili H 2 S su u ovom slučaju jednostavno neprihvatljive iz jednog ili drugog razloga. Na primjer, u prvom slučaju se mijenja oksidacijsko stanje kisika, u drugom i trećem - vodika, a složili smo se da će se oksidacijsko stanje promijeniti samo za Mn i S. U četvrtom slučaju, sumpor je općenito djelovao kao oksidirajući agent, a dogovorili smo se da je S - redukcijski agens. Osim toga, malo je vjerovatno da će kalijev hidrid "preživjeti" u vodenom okruženju (a reakcija se, da vas podsjetim, odvija u vodenoj otopini), a H 2 S (čak i ako je ova supstanca nastala) će neizbježno ući u rastvor sa KOH. Kao što vidite, poznavanje hemije nam omogućava da odbacimo ove supstance.

"Ali zašto voda?" - pitate.

Da, jer npr. ovaj proces(kao i kod mnogih drugih) voda djeluje kao rastvarač. Jer, na primjer, ako analizirate sve reakcije koje ste napisali za 4 godine studija hemije, otkrit ćete da se H 2 O pojavljuje u gotovo polovini jednadžbi. Voda je generalno prilično „popularno“ jedinjenje u hemiji.

Molim vas da shvatite da ja ne kažem da svaki put kada u zadatku 30 trebate “negdje poslati vodonik” ili “odnekud uzeti kisik”, morate zgrabiti vodu. Ali ovo bi vjerovatno bila prva supstanca o kojoj treba razmišljati.

Slična logika se koristi za jednadžbe reakcije u kiselim i neutralnim medijima. U prvom slučaju, trebate dodati formulu vode na desnu stranu, u drugom - kalijev hidroksid:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 = MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O,
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 = MnO 2 + K 2 SO 4 + KOH.

Raspored koeficijenata ne bi trebao izazvati ni najmanju poteškoću iskusnim mladim hemičarima. Konačan odgovor:

2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5K 2 SO 3 = 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 3H 2 O,
2KMnO 4 + H 2 O + 3K 2 SO 3 = 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH.

U narednom dijelu ćemo govoriti o produktima redukcije hromata i dihromata, dušične i sumporne kiseline.

Rad se sastoji iz dva dela:
- 1. dio - zadaci sa kratkim odgovorom (26 - osnovni nivo, 9 napredni),
- 2. dio - zadaci sa detaljnim odgovorima (5 zadataka visoki nivo).
Maksimalni broj primarne tačke ostao isti: 64.
Međutim, neke promjene će biti napravljene:

1. U zadacima osnovnog nivoa težine(ranije Dio A) će uključivati:
a) 3 zadatka (6,11,18) s više izbora(3 od 6, 2 od 5)
b) 3 zadatka sa otvorenim odgovorom (proračunski problemi), tačan odgovor će biti rezultat proračuna, snimljeno sa određenim stepenom tačnosti;
Kao i ostali zadaci osnovnog nivoa, ovi zadaci će vrijediti 1 početni poen.

2. Zadaci naprednog nivoa (ranije Dio B) će biti jednog tipa: zadaci usklađenosti. Oni će dobiti 2 boda (ako postoji jedna greška - 1 bod);

3. Pitanje na temu: „Reverzibilno i nepovratno hemijske reakcije. Hemijska ravnoteža. Pomeranje ravnoteže pod uticajem različitih faktora."
Međutim, pitanje jedinjenja koja sadrže azot će se provjeravati na osnovnom nivou.

4. Vrijeme polaganja objedinjenog ispita iz hemije biće povećano sa 3 sata na 3,5 sata(od 180 do 210 minuta).