Eksamen kjemi oppgave 1 hvordan løses. Oppgave C1 for Unified State-eksamen i kjemi. Funksjoner, tips, anbefalinger. Strukturen til eksamensoppgaven består av to blokker

Del C av Unified State Exam in Chemistry begynner med oppgave C1, som innebærer å komponere en redoksreaksjon (som allerede inneholder noen av reagensene og produktene). Det er formulert slik:

C1. Bruk elektronbalansemetoden, lag en ligning for reaksjonen. Identifiser oksidasjonsmidlet og reduksjonsmidlet.

Søkere mener ofte at denne oppgaven ikke krever spesiell forberedelse. Den inneholder imidlertid fallgruver som hindrer den i å få full karakter. La oss finne ut hva vi skal ta hensyn til.

Teoretisk informasjon.

Kaliumpermanganat som oksidasjonsmiddel.

+ reduksjonsmidler
i et surt miljø	i et nøytralt miljø	i et alkalisk miljø
(salt av syren som deltar i reaksjonen)		Manganat eller, -

Dikromat og kromat som oksidasjonsmidler.

(surt og nøytralt miljø), (alkalisk miljø) + reduksjonsmidler det ordner seg alltid
surt miljø	nøytralt miljø	alkalisk miljø
Salter av de syrene som deltar i reaksjonen:		i løsning eller smelt

Øker oksidasjonstilstandene til krom og mangan.

Salpetersyre med metaller.

- ingen hydrogen frigjøres, dannes nitrogenreduksjonsprodukter.

Svovelsyre med metaller.

- fortynnet svovelsyre reagerer som en vanlig mineralsyre med metaller til venstre i spenningsserien, mens hydrogen frigjøres;
- ved reaksjon med metaller konsentrert svovelsyre ingen hydrogen frigjøres, dannes svovelreduksjonsprodukter.

Disproporsjonering.

Uforholdsmessige reaksjoner er reaksjoner der det samme elementet er både et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel, som samtidig øker og reduserer oksidasjonstilstanden:

Disproporsjonering av ikke-metaller - svovel, fosfor, halogener (unntatt fluor).

Disproporsjonering av nitrogenoksid (IV) og salter.

Aktivitet av metaller og ikke-metaller.

For å analysere aktiviteten til metaller, enten den elektrokjemiske rekken av metallspenninger eller deres posisjon i periodiske tabell. Jo mer aktivt metallet er, jo lettere vil det gi fra seg elektroner og jo mer godt reduksjonsmiddel vil det være i redoksreaksjoner.

Elektrokjemisk spenning serie av metaller.

Funksjoner ved oppførselen til noen oksiderende og reduksjonsmidler.

a) oksygenholdige salter og syrer av klor i reaksjoner med reduksjonsmidler blir vanligvis til klorider:

b) hvis reaksjonen involverer stoffer der samme grunnstoff har negative og positive oksidasjonstilstander, skjer de i null oksidasjonstilstand (et enkelt stoff frigjøres).

Nødvendige ferdigheter.

1. Ordning av oksidasjonstilstander.
   Det må huskes at oksidasjonstilstanden er hypotetisk ladning av atomet (dvs. betinget, imaginært), men det bør ikke gå utover grensene for sunn fornuft. Det kan være heltall, brøk eller null.

   Øvelse 1: Ordne oksidasjonstilstandene til stoffene:

2. Ordning av oksidasjonstilstander i organiske stoffer.
   Husk at vi er interessert i oksidasjonstilstandene til bare de karbonatomene som endrer miljøet under redoksprosessen, mens den totale ladningen til karbonatomet og dets ikke-karbonmiljø tas som 0.

   Oppgave 2: Bestem oksidasjonstilstanden til karbonatomene som er sirklet sammen med deres ikke-karbonomgivelser:

   2-metylbuten-2: – =

   aceton:

   eddiksyre: -

3. Ikke glem å spørre deg selv hovedspørsmålet: hvem gir fra seg elektroner i denne reaksjonen, og hvem tar dem, og hva blir de til? Slik at det ikke viser seg at elektroner kommer fra ingensteds eller flyr bort til ingensteds.

   Eksempel:

   I denne reaksjonen skal du se at kaliumjodid kan være kun som reduksjonsmiddel, så kaliumnitritt vil akseptere elektroner, senking dens oksidasjonstilstand.
   Dessuten, under disse forholdene (fortynnet løsning) nitrogen beveger seg fra til nærmeste oksidasjonstilstand.

4. Å kompilere en elektronisk balanse er vanskeligere hvis formelenheten til et stoff inneholder flere atomer av et oksidasjons- eller reduksjonsmiddel.
   I dette tilfellet må dette tas i betraktning i halvreaksjonen ved beregning av antall elektroner.
   Det vanligste problemet er med kaliumdikromat, når det, som et oksidasjonsmiddel, blir til:

   De samme toene kan ikke glemmes når man utligner, fordi de angir antall atomer av en gitt type i ligningen.

   Oppgave 3: Hvilken koeffisient skal settes før og før

   
   

   Oppgave 4: Hvilken koeffisient i reaksjonsligningen vil vises før magnesium?

5. Bestem i hvilket medium (surt, nøytralt eller alkalisk) reaksjonen skjer.
   Dette kan gjøres enten om produktene av reduksjonen av mangan og krom, eller av typen forbindelser som ble oppnådd på høyre side av reaksjonen: for eksempel hvis i produktene vi ser syre, surt oksid- dette betyr at dette definitivt ikke er et alkalisk miljø, og hvis metallhydroksid utfelles, er det definitivt ikke surt. Vel, selvfølgelig, hvis vi ser metallsulfater på venstre side, og til høyre - ingenting som svovelforbindelser - tilsynelatende utføres reaksjonen i nærvær av svovelsyre.

   Oppgave 5: Identifiser mediet og stoffene i hver reaksjon:

6. Husk at vann er en gratis reisende; det kan både delta i reaksjonen og dannes.

   Oppgave 6:Hvilken side av reaksjonen havner vann på? Hva skal sinken gå inn i?

   Oppgave 7: Myk og hard oksidasjon av alkener.
   Fullfør og balanser reaksjonene, etter å ha ordnet oksidasjonstilstandene i organiske molekyler tidligere:

   (kald størrelse)

   (vannløsning)

7. Noen ganger kan et reaksjonsprodukt bare bestemmes ved å lage en elektronisk balanse og forstå hvilke partikler vi har flere av:

   Oppgave 8:Hvilke andre produkter vil være tilgjengelige? Legg til og utlign reaksjonen:

8. Hva blir reaktantene til i en reaksjon?
   Hvis svaret på dette spørsmålet ikke er gitt av diagrammene vi har lært, må vi analysere hvilket oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel i reaksjonen som er sterke eller ikke?
   Hvis oksidasjonsmidlet er av middels styrke, er det lite sannsynlig at det kan oksidere, for eksempel svovel fra til, vanligvis går oksidasjonen bare til.
   Og omvendt, hvis er et sterkt reduksjonsmiddel og kan gjenopprette svovel fra til , da - bare til .

   Oppgave 9: Hva blir svovelet til? Legg til og balanser reaksjonene:

   (kons.)

9. Sjekk at reaksjonen inneholder både et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel.

   Oppgave 10: Hvor mange andre produkter er det i denne reaksjonen, og hvilke?

10. Hvis begge stoffene kan vise egenskapene til både et reduksjonsmiddel og et oksidasjonsmiddel, må du tenke på hvilket av dem mer aktivt oksidasjonsmiddel. Da vil den andre være reduksjonen.

    Oppgave 11: Hvilket av disse halogenene er et oksidasjonsmiddel og hvilket er et reduksjonsmiddel?

11. Hvis en av reaktantene er et typisk oksidasjons- eller reduksjonsmiddel, vil den andre "gjøre sin vilje", enten gi elektroner til oksidasjonsmidlet eller akseptere elektroner fra reduksjonsmidlet.

    Hydrogenperoksid er et stoff med dobbel natur, i rollen som et oksidasjonsmiddel (som er mer karakteristisk for det) går inn i vann, og i rollen som et reduksjonsmiddel går det inn i fritt gassformig oksygen.

    Oppgave 12: Hvilken rolle spiller hydrogenperoksid i hver reaksjon?

Rekkefølgen for å plassere koeffisienter i ligningen.

Skriv først inn koeffisientene hentet fra den elektroniske balansen.
Husk at du kan doble eller forkorte dem bare sammen. Hvis et stoff virker både som et medium og som et oksidasjonsmiddel (reduksjonsmiddel), må det utjevnes senere, når nesten alle koeffisientene er satt.
Det nest siste elementet for å utjevne er hydrogen, og Vi sjekker kun for oksygen!

Ta deg tid til å telle oksygenatomene! Husk å multiplisere i stedet for å legge til indekser og koeffisienter.
Antall oksygenatomer på venstre og høyre side må konvergere!
Hvis dette ikke skjer (forutsatt at du teller dem riktig), så er det en feil et sted.

Mulige feil.

1. Ordning av oksidasjonstilstander: sjekk hvert stoff nøye.
   De tar ofte feil i følgende tilfeller:

   a) oksidasjonstilstand i hydrogenforbindelser ikke-metaller: fosfin - oksidasjonstilstand for fosfor - negativ;
   b) i organiske stoffer - sjekk igjen om hele miljøet til atomet er tatt i betraktning;
   c) ammoniakk og ammoniumsalter - de inneholder nitrogen Alltid har en oksidasjonstilstand;
   d) oksygensalter og syrer av klor - i dem kan klor ha en oksidasjonstilstand;
   e) peroksider og superoksider - i dem har oksygen ikke en oksidasjonstilstand, noen ganger, og i - til og med;
   e) doble oksider: - i dem har metallene to forskjellige oksidasjonstilstander, vanligvis er bare én av dem involvert i elektronoverføring.

   Oppgave 14: Legg til og utlign:

   Oppgave 15: Legg til og utlign:

2. Valg av produkter uten å ta hensyn til elektronoverføring - det vil si at det for eksempel i en reaksjon bare er et oksidasjonsmiddel uten et reduksjonsmiddel, eller omvendt.

   Eksempel: Fritt klor går ofte tapt i reaksjonen. Det viser seg at elektronene kom til mangan fra verdensrommet...

3. Produkter som er feil fra et kjemisk synspunkt: et stoff som interagerer med miljøet kan ikke fås!

   a) i et surt miljø kan ikke metalloksid, base, ammoniakk dannes;
   b) i et alkalisk miljø vil det ikke dannes en syre eller sur oksid;
   c) et oksid, eller enda mer et metall, som reagerer voldsomt med vann, ikke dannes i en vandig løsning.

   Oppgave 16: Finn i reaksjoner feilaktig produkter, forklar hvorfor de ikke kan skaffes under disse forholdene:

Svar og løsninger på oppgaver med forklaringer.

Øvelse 1:

Oppgave 2:

2-metylbuten-2: – =

aceton:

eddiksyre: -

Oppgave 3:

Siden det er 2 kromatomer i et dikromatmolekyl, gir de fra seg 2 ganger flere elektroner - dvs. 6.

Oppgave 4:

Siden i et molekyl to nitrogenatomer, må disse to tas med i den elektroniske balansen - d.v.s. før magnesium det bør være koeffisient .

Oppgave 5:

Hvis miljøet er alkalisk, vil fosfor eksistere i form av salt- kaliumfosfat.

Hvis miljøet er surt, blir fosfin til fosforsyre.

Oppgave 6:

Siden sink er amfoterisk metall, i en alkalisk løsning dannes det hydroxo kompleks. Som et resultat av å arrangere koeffisientene, er det funnet at vann må være tilstede på venstre side av reaksjonen:

Oppgave 7:

Gi opp elektroner to atomer i et alkenmolekyl. Derfor må vi ta hensyn generell antall elektroner donert av hele molekylet:

(kald størrelse)

Vær oppmerksom på at av de 10 kaliumionene er 9 fordelt mellom to salter, så resultatet blir alkali bare en molekyl.

Oppgave 8:

I prosessen med å utarbeide balansen ser vi det for hver 2 ioner er det 3 sulfationer. Dette betyr at i tillegg til kaliumsulfat, en annen svovelsyre(2 molekyler).

Oppgave 9:

(permanganat er ikke et veldig sterkt oksidasjonsmiddel i løsning; merk at vann går over i ferd med å justere til høyre!)

(kons.)
(konsentrert Salpetersyre veldig sterkt oksidasjonsmiddel)

Oppgave 10:

Ikke glem det mangan aksepterer elektroner, hvori klor bør gi dem bort.
Klor frigjøres som et enkelt stoff.

Oppgave 11:

Jo høyere et ikke-metall er i undergruppen, jo mer aktivt oksidasjonsmiddel, dvs. klor vil være oksidasjonsmidlet i denne reaksjonen. Jod går inn i sin mest stabile positive oksidasjonstilstand, og danner jodsyre.

Oppgave 12:

(peroksid er et oksidasjonsmiddel, siden reduksjonsmidlet er)

(peroksid er et reduksjonsmiddel, siden oksidasjonsmidlet er kaliumpermanganat)

(peroksid er et oksidasjonsmiddel, siden rollen til et reduksjonsmiddel er mer typisk for kaliumnitritt, som har en tendens til å bli til nitrat)

Den totale ladningen til partikkelen i kaliumsuperoksid er . Derfor kan han bare gi .

Del C av Unified State Exam in Chemistry begynner med oppgave C1, som innebærer å komponere en redoksreaksjon (som allerede inneholder noen av reagensene og produktene). Det er formulert slik:

C1. Bruk elektronbalansemetoden, lag en ligning for reaksjonen. Identifiser oksidasjonsmidlet og reduksjonsmidlet.

Søkere mener ofte at denne oppgaven ikke krever spesiell forberedelse. Den inneholder imidlertid fallgruver som hindrer den i å få full karakter. La oss finne ut hva vi skal ta hensyn til.

Teoretisk informasjon.

Kaliumpermanganat som oksidasjonsmiddel.

+ reduksjonsmidler
i et surt miljø	i et nøytralt miljø	i et alkalisk miljø
(salt av syren som deltar i reaksjonen)		Manganat eller, -

Dikromat og kromat som oksidasjonsmidler.

(surt og nøytralt miljø), (alkalisk miljø) + reduksjonsmidler det ordner seg alltid
surt miljø	nøytralt miljø	alkalisk miljø
Salter av de syrene som deltar i reaksjonen:		i løsning eller smelt

Øker oksidasjonstilstandene til krom og mangan.

Salpetersyre med metaller.

- ingen hydrogen frigjøres, dannes nitrogenreduksjonsprodukter.

Svovelsyre med metaller.

- fortynnet svovelsyre reagerer som en vanlig mineralsyre med metaller til venstre i spenningsserien, mens hydrogen frigjøres;
- ved reaksjon med metaller konsentrert svovelsyre ingen hydrogen frigjøres, dannes svovelreduksjonsprodukter.

Disproporsjonering.

Uforholdsmessige reaksjoner er reaksjoner der det samme elementet er både et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel, som samtidig øker og reduserer oksidasjonstilstanden:

Disproporsjonering av ikke-metaller - svovel, fosfor, halogener (unntatt fluor).

Disproporsjonering av nitrogenoksid (IV) og salter.

Aktivitet av metaller og ikke-metaller.

For å analysere aktiviteten til metaller brukes enten den elektrokjemiske spenningsserien til metallene eller deres plassering i det periodiske systemet. Jo mer aktivt metallet er, jo lettere vil det gi fra seg elektroner og jo mer godt reduksjonsmiddel vil det være i redoksreaksjoner.

Elektrokjemisk spenning serie av metaller.

Funksjoner ved oppførselen til noen oksiderende og reduksjonsmidler.

a) oksygenholdige salter og syrer av klor i reaksjoner med reduksjonsmidler blir vanligvis til klorider:

b) hvis reaksjonen involverer stoffer der samme grunnstoff har negative og positive oksidasjonstilstander, skjer de i null oksidasjonstilstand (et enkelt stoff frigjøres).

Nødvendige ferdigheter.

1. Ordning av oksidasjonstilstander.
   Det må huskes at oksidasjonstilstanden er hypotetisk ladning av atomet (dvs. betinget, imaginært), men det bør ikke gå utover grensene for sunn fornuft. Det kan være heltall, brøk eller null.

   Øvelse 1: Ordne oksidasjonstilstandene til stoffene:

2. Ordning av oksidasjonstilstander i organiske stoffer.
   Husk at vi er interessert i oksidasjonstilstandene til bare de karbonatomene som endrer miljøet under redoksprosessen, mens den totale ladningen til karbonatomet og dets ikke-karbonmiljø tas som 0.

   Oppgave 2: Bestem oksidasjonstilstanden til karbonatomene som er sirklet sammen med deres ikke-karbonomgivelser:

   2-metylbuten-2: – =

   aceton:

   eddiksyre: -

3. Ikke glem å stille deg selv hovedspørsmålet: hvem gir fra seg elektroner i denne reaksjonen, og hvem tar dem, og hva blir de til? Slik at det ikke viser seg at elektroner kommer fra ingensteds eller flyr bort til ingensteds.

   Eksempel:

   I denne reaksjonen skal du se at kaliumjodid kan være kun som reduksjonsmiddel, så kaliumnitritt vil akseptere elektroner, senking dens oksidasjonstilstand.
   Dessuten, under disse forholdene (fortynnet løsning) nitrogen beveger seg fra til nærmeste oksidasjonstilstand.

4. Å kompilere en elektronisk balanse er vanskeligere hvis formelenheten til et stoff inneholder flere atomer av et oksidasjons- eller reduksjonsmiddel.
   I dette tilfellet må dette tas i betraktning i halvreaksjonen ved beregning av antall elektroner.
   Det vanligste problemet er med kaliumdikromat, når det, som et oksidasjonsmiddel, blir til:

   De samme toene kan ikke glemmes når man utligner, fordi de angir antall atomer av en gitt type i ligningen.

   Oppgave 3: Hvilken koeffisient skal settes før og før

   
   

   Oppgave 4: Hvilken koeffisient i reaksjonsligningen vil vises før magnesium?

5. Bestem i hvilket medium (surt, nøytralt eller alkalisk) reaksjonen skjer.
   Dette kan gjøres enten om produktene av reduksjonen av mangan og krom, eller av typen forbindelser som ble oppnådd på høyre side av reaksjonen: for eksempel hvis i produktene vi ser syre, surt oksid- dette betyr at dette definitivt ikke er et alkalisk miljø, og hvis metallhydroksid utfelles, er det definitivt ikke surt. Vel, selvfølgelig, hvis vi ser metallsulfater på venstre side, og til høyre - ingenting som svovelforbindelser - tilsynelatende utføres reaksjonen i nærvær av svovelsyre.

   Oppgave 5: Identifiser mediet og stoffene i hver reaksjon:

6. Husk at vann er en gratis reisende; det kan både delta i reaksjonen og dannes.

   Oppgave 6:Hvilken side av reaksjonen havner vann på? Hva skal sinken gå inn i?

   Oppgave 7: Myk og hard oksidasjon av alkener.
   Fullfør og balanser reaksjonene, etter å ha ordnet oksidasjonstilstandene i organiske molekyler tidligere:

   (kald størrelse)

   (vannløsning)

7. Noen ganger kan et reaksjonsprodukt bare bestemmes ved å lage en elektronisk balanse og forstå hvilke partikler vi har flere av:

   Oppgave 8:Hvilke andre produkter vil være tilgjengelige? Legg til og utlign reaksjonen:

8. Hva blir reaktantene til i en reaksjon?
   Hvis svaret på dette spørsmålet ikke er gitt av diagrammene vi har lært, må vi analysere hvilket oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel i reaksjonen som er sterke eller ikke?
   Hvis oksidasjonsmidlet er av middels styrke, er det lite sannsynlig at det kan oksidere, for eksempel svovel fra til, vanligvis går oksidasjonen bare til.
   Og omvendt, hvis er et sterkt reduksjonsmiddel og kan gjenopprette svovel fra til , da - bare til .

   Oppgave 9: Hva blir svovelet til? Legg til og balanser reaksjonene:

   (kons.)

9. Sjekk at reaksjonen inneholder både et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel.

   Oppgave 10: Hvor mange andre produkter er det i denne reaksjonen, og hvilke?

10. Hvis begge stoffene kan vise egenskapene til både et reduksjonsmiddel og et oksidasjonsmiddel, må du tenke på hvilket av dem mer aktivt oksidasjonsmiddel. Da vil den andre være reduksjonen.

    Oppgave 11: Hvilket av disse halogenene er et oksidasjonsmiddel og hvilket er et reduksjonsmiddel?

11. Hvis en av reaktantene er et typisk oksidasjons- eller reduksjonsmiddel, vil den andre "gjøre sin vilje", enten gi elektroner til oksidasjonsmidlet eller akseptere elektroner fra reduksjonsmidlet.

    Hydrogenperoksid er et stoff med dobbel natur, i rollen som et oksidasjonsmiddel (som er mer karakteristisk for det) går inn i vann, og i rollen som et reduksjonsmiddel går det inn i fritt gassformig oksygen.

    Oppgave 12: Hvilken rolle spiller hydrogenperoksid i hver reaksjon?

Rekkefølgen for å plassere koeffisienter i ligningen.

Skriv først inn koeffisientene hentet fra den elektroniske balansen.
Husk at du kan doble eller forkorte dem bare sammen. Hvis et stoff virker både som et medium og som et oksidasjonsmiddel (reduksjonsmiddel), må det utjevnes senere, når nesten alle koeffisientene er satt.
Det nest siste elementet for å utjevne er hydrogen, og Vi sjekker kun for oksygen!

Ta deg tid til å telle oksygenatomene! Husk å multiplisere i stedet for å legge til indekser og koeffisienter.
Antall oksygenatomer på venstre og høyre side må konvergere!
Hvis dette ikke skjer (forutsatt at du teller dem riktig), så er det en feil et sted.

Mulige feil.

1. Ordning av oksidasjonstilstander: sjekk hvert stoff nøye.
   De tar ofte feil i følgende tilfeller:

   a) oksidasjonstilstander i hydrogenforbindelser av ikke-metaller: fosfin - oksidasjonstilstand av fosfor - negativ;
   b) i organiske stoffer - sjekk igjen om hele miljøet til atomet er tatt i betraktning;
   c) ammoniakk og ammoniumsalter - de inneholder nitrogen Alltid har en oksidasjonstilstand;
   d) oksygensalter og syrer av klor - i dem kan klor ha en oksidasjonstilstand;
   e) peroksider og superoksider - i dem har oksygen ikke en oksidasjonstilstand, noen ganger, og i - til og med;
   e) doble oksider: - i dem har metallene to forskjellige oksidasjonstilstander, vanligvis er bare én av dem involvert i elektronoverføring.

   Oppgave 14: Legg til og utlign:

   Oppgave 15: Legg til og utlign:

2. Valg av produkter uten å ta hensyn til elektronoverføring - det vil si at det for eksempel i en reaksjon bare er et oksidasjonsmiddel uten et reduksjonsmiddel, eller omvendt.

   Eksempel: Fritt klor går ofte tapt i reaksjonen. Det viser seg at elektronene kom til mangan fra verdensrommet...

3. Produkter som er feil fra et kjemisk synspunkt: et stoff som interagerer med miljøet kan ikke fås!

   a) i et surt miljø kan ikke metalloksid, base, ammoniakk dannes;
   b) i et alkalisk miljø vil det ikke dannes en syre eller sur oksid;
   c) et oksid, eller enda mer et metall, som reagerer voldsomt med vann, ikke dannes i en vandig løsning.

   Oppgave 16: Finn i reaksjoner feilaktig produkter, forklar hvorfor de ikke kan skaffes under disse forholdene:

Svar og løsninger på oppgaver med forklaringer.

Øvelse 1:

Oppgave 2:

2-metylbuten-2: – =

aceton:

eddiksyre: -

Oppgave 3:

Siden det er 2 kromatomer i et dikromatmolekyl, gir de fra seg 2 ganger flere elektroner - dvs. 6.

Oppgave 4:

Siden i et molekyl to nitrogenatomer, må disse to tas med i den elektroniske balansen - d.v.s. før magnesium det bør være koeffisient .

Oppgave 5:

Hvis miljøet er alkalisk, vil fosfor eksistere i form av salt- kaliumfosfat.

Hvis miljøet er surt, blir fosfin til fosforsyre.

Oppgave 6:

Siden sink er amfoterisk metall, i en alkalisk løsning dannes det hydroxo kompleks. Som et resultat av å arrangere koeffisientene, er det funnet at vann må være tilstede på venstre side av reaksjonen:

Oppgave 7:

Gi opp elektroner to atomer i et alkenmolekyl. Derfor må vi ta hensyn generell antall elektroner donert av hele molekylet:

(kald størrelse)

Vær oppmerksom på at av de 10 kaliumionene er 9 fordelt mellom to salter, så resultatet blir alkali bare en molekyl.

Oppgave 8:

I prosessen med å utarbeide balansen ser vi det for hver 2 ioner er det 3 sulfationer. Dette betyr at i tillegg til kaliumsulfat, en annen svovelsyre(2 molekyler).

Oppgave 9:

(permanganat er ikke et veldig sterkt oksidasjonsmiddel i løsning; merk at vann går over i ferd med å justere til høyre!)

(kons.)
(konsentrert salpetersyre er et veldig sterkt oksidasjonsmiddel)

Oppgave 10:

Ikke glem det mangan aksepterer elektroner, hvori klor bør gi dem bort.
Klor frigjøres som et enkelt stoff.

Oppgave 11:

Jo høyere et ikke-metall er i undergruppen, jo mer aktivt oksidasjonsmiddel, dvs. klor vil være oksidasjonsmidlet i denne reaksjonen. Jod går inn i sin mest stabile positive oksidasjonstilstand, og danner jodsyre.

Oppgave 12:

(peroksid er et oksidasjonsmiddel, siden reduksjonsmidlet er)

(peroksid er et reduksjonsmiddel, siden oksidasjonsmidlet er kaliumpermanganat)

(peroksid er et oksidasjonsmiddel, siden rollen til et reduksjonsmiddel er mer typisk for kaliumnitritt, som har en tendens til å bli til nitrat)

Den totale ladningen til partikkelen i kaliumsuperoksid er . Derfor kan han bare gi .

La oss se på oppgavene som presenteres i eksamensoppgaven ved å slå til demoversjon Unified State Exam in Chemistry 2019

Blokk "Struktur av atomet. Periodisk lov og periodisk system for kjemiske grunnstoffer D.I. Mendeleev. Mønstre for endringer i egenskapene til kjemiske elementer etter perioder og grupper." "Materiens struktur. Kjemisk forbindelse"

Denne blokken inneholder kun oppgaver grunnleggende nivå vanskeligheter som var rettet mot å teste assimileringen av konsepter som karakteriserer strukturen til atomer kjemiske elementer og struktur av stoffer, samt å teste bruksevnen Periodisk lovå sammenligne egenskapene til grunnstoffer og deres forbindelser.

La oss se på disse oppgavene.

Oppgave 1-3 er forent av en enkelt kontekst:

Øvelse 1

Bestem hvilke atomer av elementene som er angitt i serien i grunntilstanden som har fire elektroner i det ytre energinivået.

Skriv ned tallene på de valgte elementene i svarfeltet.

For utførelse oppgaver 1 det er nødvendig å anvende kunnskap om strukturen elektronskjell atomer av kjemiske elementer fra de første fire periodene, s-, p- Og d- elementer, ca elektronisk konfigurasjoner av atomer, grunn og eksiterte tilstander av atomer. Elementene som presenteres er i hovedundergruppene, derfor er antallet ytre elektroner til atomene deres lik antallet på gruppen der elementet er lokalisert. Silisium- og karbonatomene har fire ytre elektroner.

I 2018 fullførte 61,0 % av kandidatene oppgave 1.

Manualen inneholder opplæringsoppgaver grunnleggende og avanserte nivåer av kompleksitet, gruppert etter emne og type. Oppgavene er ordnet i samme rekkefølge som foreslått på eksamen versjon av Unified State Exam. I begynnelsen av hver oppgavetype er det innholdselementer som skal testes – emner du bør studere før du starter. Manualen vil være nyttig for kjemilærere, da den gjør det mulig å organisere effektivt pedagogisk prosess i klasserommet, gjennomføre løpende overvåking av kunnskap, samt forberede studentene til Unified State Exam.

Vi fortsetter å diskutere løsningen på problemtype C1 (nr. 30), som definitivt vil bli støtt på av alle som skal ta Unified State-eksamen i kjemi. I den første delen av artikkelen skisserte vi den generelle algoritmen for å løse oppgave 30, i den andre delen analyserte vi flere ganske komplekse eksempler.

Vi begynner den tredje delen med en diskusjon av typiske oksidasjons- og reduksjonsmidler og deres transformasjoner i ulike medier.

Femte trinn: vi diskuterer typiske OVR-er som kan forekomme i oppgave nr. 30

Jeg vil gjerne minne om noen få punkter knyttet til begrepet oksidasjonstilstand. Vi har allerede lagt merke til at en konstant oksidasjonstilstand kun er karakteristisk for et relativt lite antall grunnstoffer (fluor, oksygen, alkali- og jordalkalimetaller osv.) De fleste grunnstoffer kan ha forskjellige oksidasjonstilstander. For klor er for eksempel alle tilstander mulig fra -1 til +7, selv om oddeverdier er mest stabile. Nitrogen viser oksidasjonstilstander fra -3 til +5, etc.

Det er to viktige regler å huske tydelig.

1. Den høyeste oksidasjonstilstanden til et ikke-metallisk grunnstoff faller i de fleste tilfeller sammen med nummeret på gruppen som elementet befinner seg i, og den laveste oksidasjonstilstanden = gruppenummer - 8.

For eksempel er klor i gruppe VII, derfor er dens høyeste oksidasjonstilstand = +7, og dens laveste -7 - 8 = -1. Selen er i gruppe VI. Den høyeste oksidasjonstilstanden = +6, den laveste - (-2). Silisium er lokalisert i gruppe IV; de tilsvarende verdiene er +4 og -4.

Husk at det er unntak fra denne regelen: den høyeste oksidasjonstilstanden til oksygen = +2 (og til og med dette vises bare i oksygenfluorid), og den høyeste oksidasjonstilstanden til fluor = 0 (i et enkelt stoff)!

2. Metaller er ikke i stand til å vise negative oksidasjonstilstander. Dette er ganske viktig, med tanke på at mer enn 70% av kjemiske elementer er metaller.

Og nå spørsmålet: "Kan Mn(+7) fungere som et reduksjonsmiddel i kjemiske reaksjoner?" Ta deg god tid, prøv å svare deg selv.

Riktig svar: "Nei, det kan det ikke!" Det er veldig enkelt å forklare. Ta en titt på posisjonen til dette elementet i det periodiske systemet. Mn er i gruppe VII, derfor er dens HØYE oksidasjonstilstand +7. Hvis Mn(+7) fungerte som et reduksjonsmiddel, ville dets oksidasjonstilstand øke (husk definisjonen av et reduksjonsmiddel!), men dette er umulig, siden det allerede har en maksimal verdi. Konklusjon: Mn(+7) kan bare være et oksidasjonsmiddel.

Av samme grunn kan KUN OKSIDERENDE egenskaper vises av S(+6), N(+5), Cr(+6), V(+5), Pb(+4), osv. Ta en titt på posisjonen av disse elementene i det periodiske system og se selv.

Og et annet spørsmål: "Kan Se(-2) fungere som et oksidasjonsmiddel i kjemiske reaksjoner?"

Og igjen er svaret negativt. Du har sikkert allerede gjettet hva som skjer her. Selen er i gruppe VI, dens LAVESTE oksidasjonstilstand er -2. Se(-2) kan ikke GET elektroner, dvs. kan ikke være et oksidasjonsmiddel. Hvis Se(-2) deltar i ORR, så bare i rollen som en REDUCER.

Av en lignende grunn kan det ENESTE REDUSERINGSMIDDELET være N(-3), P(-3), S(-2), Te(-2), I(-1), Br(-1), etc.

Den endelige konklusjonen: et element i den laveste oksidasjonstilstanden kan kun virke i ORR som et reduksjonsmiddel, og et element med den høyeste oksidasjonstilstanden kan bare fungere som et oksidasjonsmiddel.

"Hva om elementet har en mellomliggende oksidasjonstilstand?" - du spør. Vel, da er både oksidasjon og reduksjon mulig. For eksempel blir svovel oksidert i en reaksjon med oksygen, og redusert i en reaksjon med natrium.

Det er sannsynligvis logisk å anta at hvert element i den høyeste oksidasjonstilstanden vil være et uttalt oksidasjonsmiddel, og i det laveste - et sterkt reduksjonsmiddel. I de fleste tilfeller er dette sant. For eksempel kan alle forbindelser Mn(+7), Cr(+6), N(+5) klassifiseres som sterke oksidasjonsmidler. Men for eksempel P(+5) og C(+4) gjenopprettes med vanskeligheter. Og det er nesten umulig å tvinge Ca(+2) eller Na(+1) til å fungere som et oksidasjonsmiddel, selv om formelt sett +2 og +1 også er høyere grader oksidasjon.

Omvendt er mange klorforbindelser (+1) kraftige oksidasjonsmidler, selv om oksidasjonstilstanden er +1 i i dette tilfellet langt fra det høyeste.

F(-1) og Cl(-1) er dårlige reduksjonsmidler, mens deres analoger (Br(-1) og I(-1)) er gode. Oksygen i den laveste oksidasjonstilstanden (-2) viser praktisk talt ingen reduserende egenskaper, og Te(-2) er et kraftig reduksjonsmiddel.

Vi ser at alt ikke er så opplagt som vi skulle ønske. I noen tilfeller kan evnen til å oksidere og redusere lett forutses; i andre tilfeller trenger du bare å huske at substans X er for eksempel et godt oksidasjonsmiddel.

Det ser ut til at vi endelig har nådd listen over typiske oksidasjons- og reduksjonsmidler. Jeg vil gjerne at du ikke bare "minner" disse formlene (selv om det ville vært fint!), men også kunne forklare hvorfor dette eller det stoffet er inkludert i den tilsvarende listen.

Typiske oksidasjonsmidler

1. Enkle stoffer - ikke-metaller: F 2, O 2, O 3, Cl 2, Br 2.
2. Konsentrert svovelsyre (H 2 SO 4), salpetersyre (HNO 3) i enhver konsentrasjon, underklorsyre (HClO), perklorsyre (HClO 4).
3. Kaliumpermanganat og kaliummanganat (KMnO 4 og K 2 MnO 4), kromater og dikromater (K ​​2 CrO 4 og K 2 Cr 2 O 7), vismutater (f.eks. NaBiO 3).
4. Oksider av krom (VI), vismut (V), bly (IV), mangan (IV).
5. Hypokloritter (NaClO), klorater (NaClO 3) og perklorater (NaClO 4); nitrater (KNO 3).
6. Peroksider, superoksider, ozonider, organiske peroksider, peroksosyrer, alle andre stoffer som inneholder -O-O-gruppen (for eksempel hydrogenperoksid - H 2 O 2, natriumperoksid - Na 2 O 2, kaliumsuperoksid - KO 2).
7. Metallioner plassert på høyre side av spenningsserien: Au 3+, Ag +.

Typiske reduksjonsmidler

1. Enkle stoffer - metaller: alkali og jordalkali, Mg, Al, Zn, Sn.
2. Enkle stoffer - ikke-metaller: H 2, C.
3. Metallhydrider: LiH, CaH 2, litiumaluminiumhydrid (LiAlH 4), natriumborhydrid (NaBH 4).
4. Hydrider av noen ikke-metaller: HI, HBr, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, PH 3, silaner og boraner.
5. Jodider, bromider, sulfider, selenider, fosfider, nitrider, karbider, nitritter, hypofosfitter, sulfitter.
6. Karbonmonoksid (CO).

Jeg vil gjerne understreke noen punkter:

1. Jeg satte meg ikke som mål å liste opp alle oksidasjons- og reduksjonsmidler. Dette er umulig, og det er ikke nødvendig.
2. Det samme stoffet kan virke som oksidasjonsmiddel i en prosess, og som oksidasjonsmiddel i en annen.
3. Ingen kan garantere at du definitivt vil støte på et av disse stoffene i C1 eksamensproblemet, men sannsynligheten for dette er veldig stor.
4. Det som er viktig er ikke mekanisk memorering av formler, men FORSTÅELSE. Prøv å teste deg selv: skriv ut stoffene fra de to listene blandet sammen, og prøv deretter å separere dem uavhengig i typiske oksidasjons- og reduksjonsmidler. Bruk de samme hensynene som vi diskuterte i begynnelsen av denne artikkelen.

Og nå en liten en test. Jeg vil tilby deg flere ufullstendige ligninger, og du vil prøve å finne oksidasjonsmidlet og reduksjonsmidlet. Det er ikke nødvendig å legge til høyresiden av ligningene ennå.

Eksempel 12. Bestem oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel i 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 = ...

Jeg tror du har fullført denne oppgaven uten problemer. Hvis du har problemer, les begynnelsen av denne artikkelen igjen, arbeid på listen over typiske oksidasjonsmidler.

"Dette er fantastisk!" vil den utålmodige leser utbryte. "Men hvor er de lovede problemene C1 med ufullstendige ligninger? Ja, i eksempel 12 klarte vi å bestemme oksidasjonsmiddelet og oksidasjonsmidlet, men det er ikke hovedsaken. Det viktigste er å kunne FULLFØRE reaksjonsligningen, og kan en liste over oksidasjonsmidler hjelpe oss med dette?"

Ja, det kan det, hvis du forstår HVA SKJER med typiske oksidasjonsmidler i ulike forhold. Det er akkurat dette vi skal gjøre nå.

Sjette trinn: transformasjoner av noen oksidasjonsmidler i forskjellige miljøer. "Skjebne" til permanganater, kromater, salpetersyre og svovelsyre

Så vi må ikke bare kunne gjenkjenne typiske oksidasjonsmidler, men også forstå hva disse stoffene omdannes til under redoksreaksjonen. Uten denne forståelsen vil vi åpenbart ikke kunne løse problem 30 på riktig måte. Situasjonen kompliseres av det faktum at interaksjonsproduktene ikke kan angis UNIKT. Det gir ingen mening å spørre: "Hva vil kaliumpermanganat bli til under reduksjonsprosessen?" Alt avhenger av mange årsaker. Når det gjelder KMnO 4, er den viktigste surheten (pH) i mediet. I prinsippet kan arten av gjenvinningsproduktene avhenge av:

1. reduksjonsmiddel brukt under prosessen,
2. surhet i miljøet,
3. konsentrasjoner av reaksjonsdeltakere,
4. prosesstemperatur.

Vi vil ikke snakke nå om påvirkningen av konsentrasjon og temperatur (selv om nysgjerrige unge kjemikere kan huske at for eksempel klor og brom interagerer forskjellig med en vandig løsning av alkali i kulde og ved oppvarming). La oss fokusere på pH til mediet og styrken til reduksjonsmidlet.

Informasjonen nedenfor er rett og slett noe å huske. Det er ingen grunn til å prøve å analysere årsakene, bare HUSK reaksjonsproduktene. Jeg forsikrer deg om at dette kan være nyttig for deg ved Unified State Exam in Chemistry.

Produkter for reduksjon av kaliumpermanganat (KMnO 4) i ulike medier

Eksempel 13. Fullfør ligningene for redoksreaksjoner:

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 = ...

Løsning. Guidet av listen over typiske oksidasjons- og reduksjonsmidler, kommer vi til den konklusjon at oksidasjonsmidlet i alle disse reaksjonene er kaliumpermanganat, og reduksjonsmidlet er kaliumsulfitt.

H 2 SO 4 , H 2 O og KOH bestemmer løsningens natur. I det første tilfellet skjer reaksjonen i et surt miljø, i det andre - i et nøytralt miljø, i det tredje - i et alkalisk miljø.

Konklusjon: i det første tilfellet vil permanganatet reduseres til Mn(II)-salt, i det andre - til mangandioksid, i det tredje - til kaliummanganat. La oss legge til reaksjonsligningene:

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 + ...

Hva blir kaliumsulfitt til? Vel, naturlig nok til sulfat. Det er åpenbart at K i sammensetningen av K 2 SO 3 rett og slett ikke har noe sted å oksidere videre, oksidasjon av oksygen er ekstremt usannsynlig (selv om det i prinsippet er mulig), men S(+4) blir lett til S(+6) ). Oksydasjonsproduktet er K 2 SO 4, du kan legge til denne formelen til ligningene:

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 + ...

Våre ligninger er nesten klare. Det gjenstår bare å legge til stoffer som ikke er direkte involvert i OVR og sette koeffisientene. Forresten, hvis du starter fra det andre punktet, kan det være enda enklere. La oss bygge for eksempel en elektronisk balanse for den siste reaksjonen

Vi setter koeffisient 2 foran formlene KMnO 4 og K 2 MnO 4; før formlene for sulfitt og kaliumsulfat mener vi koeffisient. 1:

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

Til høyre ser vi 6 kaliumatomer, til venstre - så langt bare 5. Vi må rette opp situasjonen; sett koeffisienten 2 foran KOH-formelen:

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

Den siste berøringen: på venstre side ser vi hydrogenatomer, til høyre er det ingen. Det er klart at vi må raskt finne et stoff som inneholder hydrogen i oksidasjonstilstanden +1. La oss få litt vann!

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

La oss sjekke ligningen igjen. Ja, alt er flott!

"En interessant film!" vil den årvåkne unge kjemikeren bemerke. "Hvorfor tilsatte du vann på det siste trinnet? Hva om jeg vil tilsette hydrogenperoksid eller bare H2 eller kaliumhydrid eller H2S? Du tilsatte vann fordi det MÅTTE du legg det til, eller hadde du bare lyst?»

Vel, la oss finne ut av det. Vel, for det første har vi naturligvis ikke rett til å legge til stoffer i reaksjonsligningen etter eget ønske. Reaksjonen går akkurat slik den går; som naturen har bestilt. Våre liker og misliker kan ikke påvirke forløpet av prosessen. Vi kan prøve å endre reaksjonsbetingelsene (øke temperaturen, tilsette en katalysator, endre trykket), men hvis reaksjonsbetingelsene er satt, kan resultatet ikke lenger avhenge av vår vilje. Dermed er formelen for vann i ligningen for den siste reaksjonen ikke mitt ønske, men et faktum.

For det andre kan du prøve å utjevne reaksjonen i tilfeller der stoffene du listet opp er tilstede i stedet for vann. Jeg forsikrer deg: I intet tilfelle vil du være i stand til å gjøre dette.

For det tredje er alternativer med H 2 O 2, H 2, KH eller H 2 S ganske enkelt uakseptable i dette tilfellet av en eller annen grunn. For eksempel, i det første tilfellet endres oksidasjonstilstanden til oksygen, i den andre og tredje - av hydrogen, og vi ble enige om at oksidasjonstilstanden bare vil endres for Mn og S. I det fjerde tilfellet fungerte svovel generelt som en oksiderende agent, og vi ble enige om at S - reduksjonsmiddel. I tillegg er det lite sannsynlig at kaliumhydrid "overlever" i et vandig miljø (og reaksjonen, la meg minne deg, foregår i en vandig løsning), og H 2 S (selv om dette stoffet ble dannet) vil uunngåelig inngå i en løsning med KOH. Som du kan se, tillater kunnskap om kjemi oss å avvise disse stoffene.

"Men hvorfor vann?" - du spør.

Ja, fordi f.eks. denne prosessen(som i mange andre) fungerer vann som et løsemiddel. For hvis du for eksempel analyserer alle reaksjonene du skrev i løpet av 4 år med kjemistudier, vil du finne at H 2 O dukker opp i nesten halvparten av ligningene. Vann er generelt en ganske "populær" forbindelse i kjemi.

Vær så snill å forstå at jeg ikke sier at hver gang i problem 30 må du "sende hydrogen et sted" eller "ta oksygen fra et sted", må du hente vann. Men dette vil sannsynligvis være det første stoffet å tenke på.

Lignende logikk brukes for reaksjonsligninger i sure og nøytrale medier. I det første tilfellet må du legge til formelen for vann på høyre side, i det andre - kaliumhydroksid:

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.

Arrangementet av koeffisienter bør ikke forårsake den minste vanskeligheten for erfarne unge kjemikere. Endelig svar:

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.

I neste del skal vi snakke om reduksjonsproduktene av kromater og dikromater, salpetersyre og svovelsyre.

Arbeidet består av to deler:
- del 1 - oppgaver med kort svar (26 - grunnleggende nivå, 9 avanserte),
- del 2 - oppgaver med detaljerte svar (5 oppgaver høy level).
Maksimalt antall primære poeng forble den samme: 64.
Noen endringer vil imidlertid bli gjort:

1. I oppgaver med grunnleggende vanskelighetsgrad(tidligere del A) vil omfatte:
a) 3 oppgaver (6,11,18) s flervalg(3 av 6, 2 av 5)
b) 3 oppgaver med åpent svar (regneoppgaver), riktig svar her vil være resultatet av utregningene, registrert med en spesifisert grad av nøyaktighet;
I likhet med andre oppgaver på grunnnivå vil disse oppgavene være verdt 1 startpoeng.

2. Oppgaver på avansert nivå (tidligere del B) vil være av én type: compliance oppdrag. De vil få 2 poeng (hvis det er én feil - 1 poeng);

3. Spørsmålet om temaet: «Reversibel og irreversibel kjemiske reaksjoner. Kjemisk likevekt. Skiftende likevekt under påvirkning av forskjellige faktorer."
Spørsmålet om nitrogenholdige forbindelser vil imidlertid bli kontrollert på et grunnleggende nivå.

4. Tiden for enhetlig eksamen i kjemi økes fra 3 timer til 3,5 timer(fra 180 til 210 minutter).