На факультативных занятиях, в основном, отрабатываются задания части С.

Для этого мы предлагаем подборку заданий из вариантов открытых КИМов прошлых лет.

 

Можно отрабатывать умения, выполняя задания части С в любой последовательности. Однако мы придерживаемся следующего порядка: вначале решаем задачи С5 и выполняем цепочки С3.(Подобные задания выполнялись учащимися в X классе.) Таким образом закрепляются, система­тизируются и совершенствуются знания и умения учащихся по органической химии.

После изучения темы «Растворы» переходим к решению задач С4. В теме «Окислительно-восстановительные реакции»  знакомим учащихся с методом ионно-электронного баланса (метод полуреакций), а затем отрабатываем умение писать окислительно-восстановительные реакции заданий С1 и С2.

Предлагаем на конкретных примерах посмотреть выполнение отдельных заданий части С.

 

 

Задания части С1 проверяют умение составлять уравнения окисли­тельно-восстановительных реакций. Сложность состоит в том, что некото­рые реагенты или продукты реакции пропущены. Учащиеся, логически рас­суждая, должны их определить. Предлагаем два варианта выполнения таких заданий: первый – логические рассуждения и нахождение недостающих ве­ществ; второй - написание уравнения методом ионно-электронного баланса (метод полуреакций – см. приложение №3), а затем составление традицион­ного электронного баланса, т.к. это и требуется от экзаменующегося. В раз­ных случаях учащиеся сами определяют, каким способом предпочтительнее вос­пользоваться. Для обоих вариантов просто необходимо хорошо знать ос­нов­ные окислители и восстановители, а также их продукты. Для этого пред­лагаем учащимся таблицу«Окислители и восста­новители», знакомим  с нею (приложение №3).

Предлагаем выполнение задания с использованием первого способа.

 

Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакцииP+HNO₃ →NO₂ + …Определите окислитель и восстановитель.

Азотная кислота – сильный окислитель, следовательно, простое вещество фосфор – восстановитель. Запишем электронный баланс:

N+5 + 1 e- → N+4 P0 –    5e- → P+5

5 1

Логично предположить, что образуется H₃PO₄, записываем уравнение с коэффициентами:

P + 5 HNO₃ → 5NO₂ + H₃PO₄

В левой части избыток 2Н и О, запишем в правую часть Н₂О.

Окончательная запись уравнения:

P + 5 HNO₃ = 5NO₂ + H₃PO₄ + Н₂О

N+5 + 1 e- → N+4 P0 –    5e- → P+5

5 1

HNO₃ (N⁺⁵) – окислитель, Р⁰ – восстановитель.

Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакцииK₂Cr₂O₇ + … + H₂SO₄ → I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + … +H₂O. Определите окислитель и восстановитель.

 

K₂Cr₂O₇ –окислитель, т. к. хром в высшей степени окисления +6, H₂SO₄ – среда, следовательно, пропущен восстановитель. Логично предположить, что это ион I^{<SPAN style='font-size:10.0pt;mso-ascii-"Times New Roman"; mso-hansi-"Times New Roman";"">-}.  Запишем электронный баланс:

Cr+6 + 3e- → Cr+3 2I-1 – 2e-  →  I20

2 3

Ионы К⁺ свяжем с ионами SO₄^2-, недостающее вещество в правой части – K₂SO₄. Скорее всего восстановитель тоже содержал ионы К⁺. Это - KI.

Запишем уравнение с учетом электронного баланса:

K₂Cr₂O₇ + 6KI + H₂SO₄ → 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ +4K₂SO₄+ H₂O

Добавим коэффициенты перед серной кислотой и водой – 7.

Окончательная запись уравнения:

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ +4K₂SO₄ + 7H₂O

Cr+6 + 3e- → Cr+3 2I-1 – 2e-  →  I20

2 3

K₂Cr₂O₇ (Cr⁺⁶) – окислитель, KI (I^-1) – восстановитель.

Наиболее сложные задания С2. Они ориентированы на проверку усвое­ния знаний о химических свойствах неорганических веществ, взаимосвязи веществ различных классов, об условиях необратимого протекания обменных и окислительно-восстановительных реакций и наличия навыков составления уравнений реакций. Выполнение этого задания предусматривает анализ свойств неорганических веществ различных классов, установление генетиче­ской связи между заданными веществами и применение умений составлять уравнения химических реакций с соблюдением правила Бертолле и окисли­тельно-восстановительных реакций.

 

Учащимся при выполнении таких заданий рекомендуется:

1. внимательно проанализировать данные в задании вещества;

2. используя схему генетической связи между классами веществ, оценить взаимодействие их друг с другом (найти кислотно-основные взаимодейст­вия, обменные, металл с кислотой (или щелочью), металл с неметаллом и др.);

3. определить степени окисления элементов в веществах, оценить, какое веще­ство может быть только окислителем, только восстановителем, а ка­кое - и окислителем и восстановителем. Далее составить окислительно-вос­становительные реакции.

Задание. Даны водные растворы: хлорида железа (III), иодида натрия, бихромата натрия, серной кислоты и гидроксида цезия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

 

Среди предложенных веществ  есть кислота и щелочь. Записываем первое уравнение реакции:  2CsOH + H₂SO₄ = Cs₂SO₄ + 2H₂O.

Находим обменный процесс, идущий с выпадением осадка нераство­римого основания. FeCl₃ + 3CsOH = Fe(OH)₃↓ + 3CsCl.

В теме «Хром» изучаются реакции превращения бихроматов в хроматы в щелочной среде.Na₂Cr₂O₇ + 2CsOH = Na₂CrO₄ + Cs₂CrO₄ + H₂O.

Проанализируем возможность протекания окислительно-восстанови­тельного процесса. FeCl₃ проявляет окислительные свойства, т.к. железо в высшей степени окисления +3, NaI – восстановитель за счет йода в низшей степени окисления -1.

Используя методику написания окислительно-восстановительных реак­ций, рассмотренную при выполнении заданий части С1, запишем:

2FeCl₃ + 2NaI = 2NaCl + 2FeCl₂ + I₂

Fe+3 + 1e-→Fe+2 2I-1 -  2e- →I20

2 1

В бланке ответов электронный баланс писать не обязательно. Он необходим для расстановки коэффициентов в уравнении.

Na₂Cr₂O₇ тоже проявляет окислительные свойства,NaI – восстановитель, H₂SO₄ – может играть роль среды.Na₂Cr₂O₇ +NaI +H₂SO₄ →

При написании таких уравнений удобно воспользоваться ионно-электронным балансом (метод полуреакций). В бланке ответов его также писать не обязательно. Алгоритм написания уравнений таким методом описан во многих пособиях (см. приложение №3).

Cr2O72- +14H+ + 6e- →  2Cr3+ + 7H2O 2I-       -   2e-             →  I20

1 3

Cr₂O₇^2- +14H⁺ + 6I^-     → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 3 I₂⁰

2Na⁺ + 7SO₄^2- + 6Na⁺ →  8Na⁺ + 7SO₄^2-

Суммируем:Na₂Cr₂O₇ + 6 NaI + 7H₂SO₄ = Сr₂(SO₄)₃ + 4 Na₂SO₄ + 3I₂

Итак, мы написали пять уравнений реакций, однако задание оценивается  лишь четырьмя баллами. Рекомендуем учащимся записать в бланке ответов все найденные ими варианты, так как комиссия может посчитать некоторые уравнения некорректными или учащимися могут быть допущены ошибки.

Если задание выполнено лишь частично, его также необходимо перенести в бланк ответов.

 

Задание. Даны водные растворы: брома, хлорной кислоты, сероводорода, гидроксида калия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

 

Среди приведенных веществ есть две кислоты и основание.

HClO₄ + KOH = KClO₄+ H₂O

2KOH + H₂S = K₂S + 2H₂O

Галогены взаимодействуют с растворами щелочей:

Br₂ +  2KOH_хол. = KBr + KBrO + H₂O

3Br₂ + 6KOH_гор. = 5KBr + KBrO₃ + 3H₂O

Br₂ – окислитель,H₂S – восстановитель.

Br₂ +H₂S = S + 2HBr

В этом задании мы вновь написали пять уравнений реакций вместо четырех.  

 

Задания С1

Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций,  ука­жите окислитель и восстановитель:

1.Cr₂(SO₄)₃ +… + NaOH →  Na₂CrO₄ + NaBr + … + H₂O

2.Si + HNO₃ + HF →  H₂SiF₆ + NO + …

3.P + HNO₃ + …  →  NO + …

4.K₂Cr₂O₇ + … + H₂SO₄ → I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + … + H₂O

5.P + HNO₃ + … →  NO₂  + …

6.K₂Cr₂O₇ + HCl → Cl₂  + KCl + … + …

7.B + HNO₃ + HF  →  HBF₄ + NO₂ + …

8.KMnO₄ + H₂S   + H₂SO₄ → MnSO₄ + S + …+  …

9.KMnO₄ + …  → Cl₂ + MnCl₂ + … + …

10. H₂S + HMnO₄ → S + MnO₂ + …

11. KMnO₄ + KBr + H₂SO₄ →  MnSO₄  + Br₂ + … + …

12. KClO + … → I₂ + KCl + …

13. KNO₂ + … + H₂SO₄ →  NO + I₂ + … + …

14. NaNO₂ + … + H₂SO₄  →  NO + I₂ + … + …

15. HCOH + KMnO₄ → CO₂ + K₂SO₄ + … + …

16. PH₃ + HMnO₄ →  MnO₂ + … + …

17. P₂O₃ + HNO₃    + …  → NO + …

18. PH₃ + HClO₃ →  HCl + …

19. Zn + KMnO₄ + … →  … + MnSO₄ + K₂SO₄ + …

20.FeCl₂ + HNO_{3 (конц.)}  → Fe(NO₃)₃ + HCl + … + …

 

Задания C1