• Радиаторы
• Отопление
• Газоснабжение
• Газопровод
• Водопровод

Егэ по химии с2 с решениями. Задача С2 на ЕГЭ по химии

Понятие роста и развития
Процессы роста и развития являются общебиологическими свойствами живой материи. Рост и развитие человека, начинающиеся с момента оплодотворения яйцеклетки, представляют собой непрерывный поступательный процесс, протекающий в течение всей его жизни. Процесс развития протекает скачкообразно, и разница между отдельными этапами, или периодами, жизни сводится не только к количе- ственным, но и качественным изменениям. Наличие возрастных особенностей в строении или деятельности тех или иных физиологических систем ни в коей мере не может являться свидетельством неполноценности организма ребенка на отдельных возрастных этапах. Именно комплексом подобных особенностей характеризуется тот или другой возраст. Под развитием следует понимать процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящий к повышению уровня сложности организации и взаимодействия всех его систем.
Развитие включает в себя три основных фактора: рост, дифференцировку органов и тканей, формообразование. Одной из основных физиологических особенностей организма человека отличающего ребенка от взрослого является его рост. Рост - это количественный процесс, характеризующийся непрерывным увеличением массы тела, сопровождающийся изменением числа клеток организма или их размеров. В одних органах и тканях (кости, лёгкие) рост осуществляется преимущественно за счёт увеличения числа клеток, в других (мышцы, нервна ткань) преобладают процессы увеличения размеров самих клеток. Исключение те изменения массы за счёт жировых отложений или задержки воды. Более точный показатель роста - это повышение в нём общего количества белка и увеличение размеров костей.
Развитие - комплексный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека и приводящих к повышению уровня сложности организма и взаимодействия всех его систем. Развитие включает три основных фактора: рост, дифференцировку органов и тканей и формообразование. Формообразование - это изменение пропорций растущего организма. Форма тела человека в различные возрастные периоды не одинакова. Например, размер головы новорожденного составляет? длины тела, в 5-7 лет - 1/6, у взрослых - 1/8. Длина ноги новорожденного равна 1/3 длины тела, а взрослого?. Центр тела новорожденного находится в области пупочного кольца. С ростом тела он смещается вниз, к лобковой кости. К важным закономерностям роста и развития детей относятся неравномерность - гетерохронность и непрерывность роста и развития явление опережающего созревание жизненно важных функциональных систем. П.К.Анохин выдвинул учение о гетерохронии - неравномерности развития и вытекающее из него учение о системогенезе.
Гетерохрония обеспечивает гармоничное соотношение развивающегося организма и окружающей среды, т.е. ускоренно формируются те структуры и функции, которые обеспечивают приспособление организма, его выживание
Системогенез - это учение о функциональных системах. Согласно представлениям Анохина, под функциональной системой следует пониматьширокое функциональное объединение различно локализованных структур на основе получения конечного приспособительного эффекта, необходимого в данный момент (система акта сосания, передвижения тела). Функциональные системы созревают неравномерно, сменяются, обеспечивая организму приспособление в различные периоды онтогенеза.

Периоды развития организма
Отрезок времени, в течение которого процессы роста, развития и функционирования организма идентичны, получил название возрастного периода. Одновременно это отрезок времени, необходимый для завершения определённого этапа развития организма и его готовности к определённой деятельности. Такая закономерность роста и развития легла в основу возрастной периодизации - объединения формирующихся детей, подростков и взрослых по возрасту.
Возрастная периодизация, объединяя специфические анатомические и функциональные особенности организма, имеет важное значение в медицинской, педагогической, социальной, спортивной, экономической и других отраслях деятельности человека.
Современная физиология рассматривает период созревания организма с момента оплодотворения яйцеклетки и подразделяет весь процесс развития на два этапа:
1) внутриутробный (пренатальный) этап:
Фаза эмбрионального развития 0 -2 месяца Фаза фетального (плодного) развития 3 - 9 месяцев
2) внеутробный (постнатальный) этап:
Период новорожденности 0-28 дней грудной период 28 дней -1 год ранний детский период 1-3 года дошкольный период 3-6 лет школьный период: младший 6-9 лет средний 10-14 лет старший 15 - 17 лет юношеский период: для юношей 17-21 год для девушек 16-20 лет зрелый возраст: 1й период для мужчин 22-35 лет 1й период для женщин 21 -35 лет 2й период для мужчин 36 - 60 лет 2й период для женщин 36 -55 лет пожилой возраст: мужчины 61 - 74 года женщины 56 - 74 года старческий возраст 75 - 90 лет долгожители 90 лет и более.
Критерии периодизации - это признаки расцениваемые, как показатель биологического возраста: размеры тела и органов, массу, окостенение скелета, прорезывание зубов, развитие желез внутренней секреции, степень полового созревания, мышечную силу. В этой схеме учтены особенности мальчиков и девочек. Каждый возрастной период имеет особенности.
Переход от одного периода к другому считается критическим периодом. Продолжительность отдельных возрастных периодов изменяется. 5. Критические периоды жизни ребёнка Развитие организма зародыша на протяжении 8 недель беременности характеризуется повышенной чувствительностью к различным внутренним и внешним факторам. Критическими периодами считаются: время оплодотворения, имплантации, органогенеза и формирования плаценты (это внутренние факторы).
К внешним факторам относятся: механические, биологические (вирусы, микроорганизмы), физические (излучение), химические. Изменение внутренних связей зародыша и нарушение внешних условий могут привести к задержке или остановке развития отдельных частей зародыша. В таких случаях наблюдаются врождённые аномалии вплоть до гибели зародыша. Вторым критическим периодом внутриутробного развития считают: время интенсивного роста мозга (4,5 - 5 месяцев беременности); завершение формирования функции систем организма (6 месяцев беременности); момент рождения. Первый критический период внеутробного развития это от 2 до 3х лет,когда ребёнок начинает активно двигаться. Резко расширяется сфера его общения с внешним миром, интенсивно формируется речь и сознание. К концу второго года жизни в словарном запасе ребёнка 200-400 слов. Он самостоятельно ест, регулирует мочеиспускание и дефекацию. Всё это приводит к напряжению физиологических систем организма, что особенно сказывается на нервной системе, перенапряжение которой может привести к нарушениям психического развития и заболеваниям.
Ослабляется пассивный иммунитет, полученный от матери; на этом фоне могут проявляться инфекции, что приводит к анемии, рахиту, диатезу. Второй критический период в 6-7 лет в жизнь ребёнка входит школа, появляются новые люди, понятия, обязанности. К ребёнку предъявляются новые требования. Совокупность перечисленных факторов вызывает увеличение напряжённости в работе всех систем организма, которые адаптируют ребёнка к новым условиям. В развитии девочек и мальчиков наблюдаются различия. Только в середине школьного периода (к 11-12 годам) у мальчиков происходит рост гортани, меняется голос, оформляются половые органы.
Девочки опережают мальчиков в росте и массе тела. Третий критический период связан с изменением в организме гормонального баланса. Глубокая перестройка, происходящая в 12 -16 лет, обусловлена взаимоотношениями желез внутренней секреции гипоталамо-гипофизарной системы. Гормоны гипофиза стимулируют рост тела, деятельность щитовидной железы, надпочечников и половых желез. Наблюдается дисбаланс развития внутренних органов: рост сердца опережает рост сосудов. Высокое давление в сосудах и бурное развитие половой системы приводят к сердечной недостаточности, головокружениям, обморокам, повышенной утомляемости.
Эмоции подростков изменчивы: сентиментальность граничит с гиперкритицизмом, развязностью и негативизмом. У подростка формируется новое представление о себе как о личности. Развитие детей в различные периоды онтогенеза.
Влияние наследственности и среды на развитие ребёнка
1. Физическое развитие - важный показатель здоровья и социального благополучия. Антропометрические исследования для оценки физического развития
2. Характеристика анатомо-физиологических особенностей детей в различные периоды онтогенеза
3. Влияние наследственности и среды на развитие ребёнка
4. Биологическая акселерация

Физическое развитие - важный показатель здоровья и социального благополучия
Основным показателем физического развития являются длина тела, масса и окружность грудной клетки. Однако, оценивая физическое развитие ребёнка, руководствуются не только этими соматическими величинами, а используют также результаты физиометрических измерений (жизненная ёмкость лёгких, сила сжатия кисти рук, становая сила) и соматоскопических показателей (развитие костно-мышечной системы, кровенаполнение, жироотложение, половое развитие, различные отклонения в телосложении).
Руководствуясь совокупностью этих показателей, можно установить уровень физического развития ребёнка. Антропометрические исследования детей и подростков входят не только в программу изучения физического развития и состояния здоровья, но и часто осуществляются в прикладных целях: для установления размеров одежды и обуви, оборудования детских воспитательных и образовательных учреждений.

Характеристика анатомо-физиологических особенностей детей в различные периоды онтогенеза
Для каждого возрастного периода характерны количественно определённые морфологические и физиологические показатели. Внутриутробный этап развития человека длится 9 календарных месяцев. Основные процессы формирования и развития нового организма разделяют на две фазы: эмбриональное и фетальной развитие. Первая фаза эмбрионального развития длится с момента оплодотворения до 8 недель беременности. В результате оплодотворения образуется зародыш - зигота. Дробление зиготы в течение 3-5 дней приводит к образованию многоклеточного пузырька - бластулы. Зигота на 6-7 день имплантирует (погружается) в толщу слизистой матки.
В течение 2-8 недели беременности продолжается формирование органов и тканей зародыша. В возрасте 30 дней у зародыша развиваются лёгкие, сердце, нервная и кишечная трубка, появляются зачатки рук. К 8 й недели заканчивается закладка органов зародыша: обозначены головной и спинной мозг, наружное ухо, глаза, веки, пальцы, сердце бьётся с частотой 140 ударов в минуту; с помощью нервных волокон устанавливается связь между органами. Она сохраняется до конца жизни. На этом этапе завершается образование плаценты. Вторая фаза эмбрионального развития - фетальная фаза длится от 9 недели беременности до рождения ребёнка. Она характеризуется бурным ростом и дифференцировкой тканей органов растущего плода, прежде всего нервной системы.
Питание плода обеспечивается плацентарным кровообращением. Плацента, как орган осуществляющий обменные процессы между кровью матери и плода, одновременно является биологическим барьером для некоторых ядовитых веществ. Но через плаценту в кровь проникают наркотики, алкоголь, никотин. Употребление этих веществ существенно снижает барьерную функцию плаценты, что приводит к заболеванию плода, пороками развития и гибели. Внеутробный этап развития человека его органов и систем происходит неравномерно.
Период новорожденности - это время приспособления рождённого ребёнка к новой среде обитания. Возникает легочное дыхание, происходят изменения в системе кровообращения, совершенно изменяется питание и обмен веществ ребёнка. Однако развитие ряда органов и систем новорожденного ещё не завершено, и поэтому все функции слабые. Характерные признаки этого периода - колебание массы тела, нарушение терморегуляции. Голова новорожденного большая, округлая, составляет? длины тела. Шея и грудь короткие, а живот удлинённый; мозговой отдел черепа больше лицевого, форма грудной клетки колоколообразная. Кости таза не сращены между собой. Внутренние органы относительно крупнее, чем у взрослых. В грудном возрасте тело растёт наиболее быстро.
При рождении средний ребёнок весит 3-3,5кг, а длина примерно равна расстоянию от локтя, до кончиков пальцев. К двум рост ребёнка будет составлять половину его роста в зрелом возрасте. В первые шесть месяцев ваш ребёнок, вероятно, будет набирать 550-800г в весе и примерно 25мм в длину каждый месяц. Маленькие дети не просто растут, они растут вверх. В период между шестью месяцами и годом всё меняется в ребёнке. При рождении его мышцы слабые. Его кости хрупкие, а мозг, в крошечной голове очень маленький. Он ещё очень плохо регулирует температуру своего тела, кровяное давление и дыхание. Он почти ничего не умеет делать и ещё меньше понимает. К своему первому дню рождения его кости и мышцы меняют свою структуру, сердце бьётся сильнее, он способен контролировать своё дыхание, а его мозг значительно увеличился в размерах. Теперь он ходит, держась за опору, набирает в лёгкие воздух, прежде чем закричать, играет в ладушки, и почти всегда останавливается, когда вы говорите «Нельзя».
Девочки развиваются несколько быстрее, чем мальчики. Физические нарушения могут отражаться очень существенным образом на развитии многих навыков и умений ребёнка в первый год жизни: к примеру, слепому ребёнку будет сложнее научиться ходить и говорить. Период раннего детства. Первые умения и навыки появляются к 1,5 годам. Ребёнок умеет есть с ложки, берёт чашку и пьёт из неё. В этот период увеличение массы тела опережает рост в длину. Прорезываются все молочные зубы. Отмечается быстрое моторное развитие. Большой палец руки противопоставляется остальным. Совершенствуются хватательные движения. Дошкольный период. В этот период ускоряется рост в длину. Движения ребёнка более координированные и сложные. Он может длительное время ходить. В играх воспроизводит ряд последовательных действий. Масса мозга пятилетнего ребёнка составляет 85 - 90 % массы мозга взрослого человека. Степень сенсорного развития значительно выше: ребёнок по просьбе собирает одинаковые на вид предметы, различает размеры и цвет игрушек. Очень хорошо понимает произносимые слова. По картинке может ответить на вопрос. Если в начале периода ребёнок произносит облегчённые слова, то к концу его он может составить сложное предложение.
Речь развивается быстро. Недостаточность развития моторики речи может привести к нарушениям в произношении. В конце периода начинается смена династии зубов. Болезни этого периода связаны в основном с вирусными заболеваниями. В дошкольные годы ребёнок вырастает каждый год на 50-75мм и набирает около 2,6кг веса. Наибольшее количество жира откладывается к 9 месяцам, после чего ребёнок худеет.
Кости вашего ребёнка будут расти, поскольку кости конечностей растут быстрее костей туловища, меняются пропорции тела ребёнка. Увеличивается число мелких костей запястья. К двухлетнему возрасту родничок закроется. Головной мозг к моменту развития не имеет достаточно связей между клетками, и не все клетки находятся на своём месте. Сначала они перемещаются на своё место, а затем начинают устанавливать связи. В процессе этого мозг увеличивает свой вес с 350г до 1,35кг, по большей части в первые два, три года жизни. Одновременно с образованием взаимосвязей мозг разрушает те, в которых больше не нуждается. Одновременно происходит процесс миелинизации (формирование миелиновой оболочки вокруг отростков нервных клеток). Миелин представляет собой жировую оболочку, которая покрывает нервы, подобно пластмассовой изоляции на электрических кабелях, благодаря ему импульсы проходят быстрее. При рассеянном склерозе миелиновая оболочка разрывается, поэтому можно представить её важность.
Школьный период разделяется на три этапа и продолжается до 17 лет. В этот период заканчивается большинство процессов формирования выросшего организма. В школьные годы ребёнок продолжает растит и развиваться. Скачёк в росте и развитии происходит в подростковом возрасте - это период 10-12 лет. На этот период приходятся сложные перестроечные моменты в развитии подростка. В младшем школьном возрасте происходит округление тела. У девочек расширяется таз, округляются бёдра. Подростковый возраст. Физические изменения, указывающие на то, что ребёнок становится взрослым человеком, проявляются у девочек раньше, чем у мальчиков. В среднем девочки и мальчики имеют одинаковый рост и вес примерно до 11 лет; когда девочки начинают стремительно расти вверх. Эта разница сохраняется около двух лет, после чего у мальчиков также происходит скачёк в росте, они догоняют и перегоняют в росте девочек и сохраняют такой рост и вес длительное время. В период полового созревания формируются вторичные половые признаки.
Юношеский возраст - это период завершения роста и развития организма, функциональные характеристики которого максимально приближены к характеристикам организма взрослого человека. Завершаются и процессы адаптации личности к окружающей среде. Развивается чувство независимости. Дети этого возраста стоят на пороге перехода от биологической зрелости к социальной. В зрелом возрасте строение тела изменяется мало.
Первый этап этого возраста - активная личная жизнь и профессиональная деятельность, второй - время наибольших возможностей человека, обогащённого жизненным опытом, знаниями, профессионализмом.
В пожилом и старческом возрасте наблюдается снижение адаптивных возможностей организма, изменяются морфофункциональные показатели всех систем, особенно иммунной, нервной и кровеносной. Эти изменения изучает наука геронтология.

Влияние наследственности и среды на развитие ребёнка
На развитие ребёнка оказывают влияние биологические факторы - наследственность, возможная родовая травма, слабое или крепкое здоровье. Но окружение также играет свою роль - любовь и стимуляция, получаемые ребёнком; что происходит в его жизни; где он растёт; как относятся к нему родственники и окружающие. На развитие ребёнка также оказывает тип темперамента, уверенность в себе. Некоторые аспекты развития сильнее подчинены наследственности, чем другие. Физическое развитие обычно происходит строго по расписанию. Если окружение и питание в норме, оно происходит согласно природному предписанию. Ребёнок начинает говорить независимо от того, что вы предпринимаете. Большинство детей овладевают способностью общения к пяти годам. Наследственность делят на благоприятную и неблагоприятную. Задатки, обеспечивающие гармоничное развитие способностей и личности ребёнка, относятся к благоприятной наследственности. Если для развития этих задатков не будут созданы соответствующие условия, то они угасают, не достигая уровня развития одарённости родителей. Отягощённая наследственность не может обеспечить нормальное развитие ребёнка.
Причиной аномального развития детей может быть алкоголизм или вредность профессии родителей (например работа связанная с радиоактивными веществами, ядами, вибрацией). В некоторых случаях неблагоприятная наследственность поддаётся коррекции и управлению. Например, разработаны способы лечения гемофилии. Организм не возможен без среды, поэтому должны учитываться факторы среды влияющие на развитие организма. В связи с этим рефлексы - это реакции постоянного приспособления организма к внешнему миру. Развитие человека нельзя адекватно оценить без учёта среды в которой он живёт, работает, воспитывается, с кем общается, а функции организма - без учёта гигиенических требований, предъявляемых к рабочему месту, домашней обстановке, без учёта взаимоотношений с растениями, животными и др.

Биологическая акселерация
Акселерация - это ускорение роста и развития детей и подростков по сравнению с предшествующими поколениями. Явление акселерации наблюдается прежде всего в экономически развитых странах. Термин акселерация был введён Е. Кохом. Большинство исследователей расширили понятие акселерации и под ней стали понимать увеличение размеров тела и наступление созревания в более ранние сроки. В связи с акселерацией раньше происходит и завершение роста. В 16-17 лет у девушек и в 18-19 лет у юношей завершается окостенение длинных трубчатых костей и прекращается рост в длину. Московские мальчики в возрасте 13 лет за последние 80 лет стали выше на 1 см, а девочки на 14,8 см. В результате ускоренного развития детей и подростков наблюдается достижение ими более высоких показателей физического развития.
Имеются сведения об удлинении детородного периода: за последние 60 лет он увеличился на 8 лет. У женщин в Центральной Европе за последние 100 лет менопауза сдвинулась с 45 до 48 лет, в нашей стране это время приходится в среднем на 50 лет, а в начале века приходилось на 43,7 года. До настоящего времени нет общепринятой точки зрения на происхождение процесса акселерации. Некоторые учёные связывают акселерацию с увеличением содержания в пище полноценных белков и натуральных жиров, а также с более регулярным потреблением овощей и фруктов в течение года, усиленной витаминизацией организма матери и ребёнка. Существует гелиогенная теория акселерации. В ней немаловажная роль отводится воздействию на ребёнка солнечных лучей: считается, что дети в настоящее время больше подвержены воздействию солнечной радиации. Однако это вывод недостаточно убедителен, т.к. процесс акселерации в северных странах идёт не меньшими темпами, чем в южных. Связывают акселерацию и с изменением климата: считается, что влажный и тёплый воздух замедляет процесс роста и развития, а прохладный сухой климат способствует потере тепла организмом, что стимулирует рост. Кроме того, есть данные о стимулирующем воздействии на организм малых доз ионизирующих излучений.
Некоторые учёные считают, что акселерация обусловлена развитием медицины: общее снижение заболеваемости и улучшением питания. Появились многие новые химические вещества влияние на организм которых недостаточно изучено. Связывают акселерацию и с появлением искусственного освещения. В ночное время в населённых пунктах в домах горит свет, улицы освещены фонарями, свет от витрин магазинов и.т.д, всё это приводит к снижению тормозящего воздействия гормона мелатонина, который выделяется только в темноте, на функции гипофиза, что приводит к усиленному выбросу гормона роста, гормонов стресса, половых гормонов, что проявляется в подростковой акселерации. В самой акселерации ничего плохого нет. Но часто она носит дисгармоничный характер. Дисгармония акселерации проявляется у подростков в таких анатомических, физиологических и психологических явлениях, как диспропорциональный рост, раннее половое созревание, раннее ожирение, гипертиреозы (увеличение щитовидной железы), усиление агрессивных реакций при фрустрации. Акселерация является предметом изучения биологии, медицины, педагогики, психологии, социологии. Так специалисты отмечают разрыв между биологической и социальной зрелостью, первая наступает раньше. Появляется необходимость в определении новых норм трудовой и физической нагрузки в школах, норм питания, нормативов детской одежды, обуви, мебели.

Денисова В.Г.

МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАНИЙ С 2 (мысленный эксперимент) ЕГЭ ПО ХИМИИ

МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ К РЕШЕНИЮ

ЗАДАНИЙ С 2 (мысленный эксперимент) ЕГЭ ПО ХИМИИ

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).

T o C NaOH (изб.) t o C + Fe/t o C

Fe + H 2 SO 4 (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 o C

2Fe + 6H 2 SO 4 (к) → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH(к) → 2 Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4

T o C

2 Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

T o C

Fe 2 O 3 + 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:

CuSO 4 ∙5H 2 O →CuSO 4 + 5H 2 O

Термически нестойкие вещества разлагаются (нерастворимые основания, некоторые соли, кислоты, оксиды): Cu(OH) 2 →CuO + H 2 O; CaCO 3 → CaO + CO 2

Вещества, неустойчивые к действию компонентов воздуха, при прокаливании окисляются, реагируют с компонентами воздуха: 2Сu + O 2 → 2CuO;

4Fe(OH) 2 + O 2 →2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

Для того, чтобы окисление при прокаливании не происходило, процесс проводят в инертной атмосфере: Fe(OH) 2 → FeO + H 2 O

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:

Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2

Если же один из реагентов или продукт реакции могут окисляться компонентами воздуха, процесс проводят с инертной атмосфере, например: Сu + CuO → Cu 2 O

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:

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

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 : Cl 2 – желто-зеленый; NO 2 – бурый; O 3 – голубой (все имеют запахи). Все ядовиты, растворяются в воде, Cl 2 и NO 2 реагируют с ней.

Бесцветные без запаха : Н 2 , N 2 , O 2 , CO 2 , CO (яд), NO (яд), инертные газы. Все плохо растворимы в воде.

Бесцветные с запахом : HF, HCl, HBr, HI, SO 2 (резкие запахи), NH 3 (нашатырного спирта) –хорошо растворимы в воде и ядовиты,

PH 3 (чесночный), H 2 S(тухлых яиц) - мало растворимы в воде, ядовиты.

ОКРАШЕННЫЕ РАСТВОРЫ :

ОКРАШЕННЫЕ ОСАДКИ,

ПОЛУЧАЮЩИЕСЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ РАСТВОРОВ

ДРУГИЕ ОКРАШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА

Это, конечно, минимальные сведения, которые могут пригодиться для решения заданий С2.

В процессе подготовки учащихся к решению заданий С2 можно предложить им составить тексты заданий в соответствии со схемами превращений . Это задание позволит учащимся освоить терминологию и запомнить характерные признаки веществ.

Пример 1:

T o C t o C/H 2 HNO 3 (конц) NaOH, 0 o C

(CuOH) 2 CO 3 → CuO → Cu → NO 2 → X

Текст: Малахит прокалили, полученное твердое черное вещество нагрели в токе водорода. Образовавшееся красное вещество полностью растворили в концентрированной азотной кислоте. Выделившийся бурый газ пропустили через холодный раствор гидроксида натрия.

Пример 2:

O 2 H 2 S р-р t o C/Al H 2 O

ZnS → SO 2 → S → Al 2 S 3 → X

Текст: Сульфид цинка подвергли обжигу. Образовавшийся газ с резким запахом пропустили через раствор сероводорода до выпадения жёлтого осадка. Осадок отфильтровали, просушили и сплавили с алюминием. Полученное соединение поместили в воду до прекращения реакции.

На следующем этапе можно предложить учащимся самим составлять как схемы превращения веществ, так и тексты заданий. Конечно же, «авторы» заданий должны представить и собственное решение . При этом ученики повторяют все свойства неорганических веществ. А учитель может сформировать банк заданий С2.

После этого можно переходить к решению заданий С2 . При этом учащиеся по тексту составляют схему превращений, а затем и соответствующие уравнения реакций. Для этого в тексте задания выделяются опорные моменты: названия веществ, указание на их классы, физические свойства, условия проведения реакций, названия процессов.

Приведем примеры выполнения некоторых заданий.

Пример 1. Нитрат марганца (II) прокалили, к полученному твёрдому бурому веществу прилили концентрированную хлороводородную кислоту. Выделившийся газ пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся раствор образует осадок с хлоридом бария.

Решение:

1. Выделение опорных моментов:

Нитрат марганца (II) – Mn(NO 3 ) 2 ,

Прокалили – нагрели до разложения,

Твёрдое бурое вещество – MnО 2 ,

Концентрированная хлороводородная кислота – HCl,

Сероводородная кислота – р-р Н 2 S,

Хлорид бария – BaCl 2 , образует осадок с сульфат-ионом.

T o C HCl Н 2 Sр-р BaCl 2

Mn(NO 3 ) 2 → MnО 2 → Х → У → ↓ (BaSO 4 ?)

1) Mn(NO 3 ) 2 → MnО 2 + 2NO 2

2) MnО 2 + 4 HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (газ Х)

3) Cl 2 + Н 2 S → 2HCl + S (не подходит, т.к. нет продукта, который дает осадок с хлоридом бария) или 4Cl 2 + Н 2 S + 4Н 2 О → 8HCl + Н 2 SO 4

4) Н 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl

Пример 2. Оранжевый оксид меди поместили в концентрированную серную кислоту и нагрели. К полученному голубому раствору прилили избыток раствора гидроксида калия. Выпавший синий осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Полученное при этом твёрдое черное вещество поместили в стеклянную трубку, нагрели и пропустили над ним аммиак.

Решение:

1. Выделение опорных моментов:

Оранжевый оксид меди – Cu 2 O,

Концентрированная серная кислота – Н 2 SO 4 ,

Голубой раствор – соль меди (II), СuSO 4

Гидроксид калия – КОН,

Синий осадок – Cu(OH) 2 ,

Прокалили – нагрели до разложения,

Твёрдое черное вещество – CuO,

Аммиак – NH 3 .

1. Составление схемы превращений:

Н 2 SO 4 КОН t o C NH 3

Cu 2 O → СuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ → CuO → X

1. Составление уравнений реакций:

1) Cu 2 O + 3Н 2 SO 4 → 2СuSO 4 + SO 2 +3H 2 O

2) СuSO 4 + 2КОН → Cu(OH) 2 + K 2 SO 4

3) Cu(OH) 2 → CuO + Н 2 О

4) 3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3Н 2 О + N 2

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

9 . Дихромат аммония разложили при нагревании. Твёрдый продукт разложения растворили в серной кислоте. К полученному раствору прилили раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. При дальнейшем приливании раствора гидроксида натрия к осадку, он растворился.

РЕШЕНИЯ

1 . Натрий сожгли в избытке кислорода, полученное кристаллическое вещество поместили в стеклянную трубку и пропустили через нее углекислый газ. Газ, выходящий из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере фосфор. Полученное вещество нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия.

1) 2Na + O 2 = Na 2 O 2

2) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

3) 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

4) P 2 O 5 + 6 NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O

2. Карбид алюминия обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли, продукты сгорания пропустили через известковую воду до образования белого осадка, дальнейшее пропускание продуктов сгорания в полученную взвесь привело к растворению осадка.

1) Al 4 C 3 + 12HCl = 3CH 4 + 4AlCl 3

2) CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

3) CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O

4) CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2

3. Пирит подвергли обжигу, полученный газ с резким запахом пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся желтоватый осадок отфильтровали, просушили, смешали с концентрированной азотной кислотой и нагрели. Полученный раствор дает осадок с нитратом бария.

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O

3) S+ 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 +2H 2 O

4) H 2 SO 4 + Ba(NO 3 ) 2 = BaSO 4 ↓ + 2 HNO 3

4 . Медь поместили в концентрированную азотную кислоту, полученную соль выделили из раствора, высушили и прокалили. Твёрдый продукт реакции смешали с медной стружкой и прокалили в атмосфере инертного газа. Полученное вещество растворили в аммиачной воде.

1) Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 +2H 2 O

2) 2Cu(NO 3 ) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) Cu + CuO = Cu 2 O

4) Cu 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH

5 . Железные опилки растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок профильтровали и оставили на воздухе до тех пор, пока он не приобрёл бурую окраску. Бурое вещество прокалили до постоянной массы.

1) Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

2) FeSO 4 + 2NaOH= Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4

3) 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

4) 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

6 . 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.

1) 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

2) ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2

3 Na 2 + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O + Zn(OH) 2

4) Zn(OH) 2 + 2 HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

7. Газ, выделившийся при взаимодействии цинка с соляной кислотой, смешали с хлором и взорвали. Полученный при этом газообразный продукт растворили в воде и подействовали им на диоксид марганца. Образовавшийся газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия.

1) Zn+ 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2) Cl 2 + H 2 = 2HCl

3) 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2

4) 3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

8. Фосфид кальция обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли в закрытом сосуде, продукт горения полностью нейтрализовали раствором гидроксида калия. К полученному раствору прилили раствор нитрата серебра.

1) Ca 3 P 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2PH 3

2) PH 3 + 2O 2 = H 3 PO 4

3) H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O

4) K 3 PO 4 + 3AgNO 3 = 3KNO 3 + Ag 3 PO 4

9 . Дихромат аммония разложили при нагревании. Твёрдый продукт разложения растворили в серной кислоте. К полученному раствору прилили раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. При дальнейшем приливании гидроксида натрия к осадку, он растворился.

1) (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

2) Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O

3) Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH = 3Na 2 SO 4 + 2Cr(OH) 3

4) 2Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

10 . Ортофорсфат кальция прокалили с углем и речным песком. Образовавшееся при этом белое светящееся в темноте вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт этой реакции растворили в избытке гидроксида калия. К полученной смеси прилили раствор гидроксида бария.

1) Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

2) 2P + 5Cl 2 = 2PCl 5

3) PCl 5 + 8KOH = K 3 PO 4 + 5KCl + 4H 2 O

4) 2K 3 PO 4 + 3Ba(OH) 2 = Ba 3 (PO 4 ) 2 + 6KOH

11. Алюминиевый порошок смешали с серой и нагрели. Полученное вещество поместили в воду. Образовавшийся осадок разделили на две части. К одной части прилили соляную кислоту, к другой – раствор гидроксида натрия до полного растворения осадка.

1) 2Al + 3S = Al 2 S 3

2) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

3) Al(OH) 3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2 O

4) Al(OH) 3 + NaOH = Na

12 . Кремний поместили в раствор гидроксида калия, после окончания реакции к полученному раствору прилили избыток соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Твёрдый продукт прокаливания реагирует с фтороводородом.

1) Si + 2KOH + H 2 O = K 2

Задания С2 ЕГЭ по химии: алгоритм выполнения

Задания С2 Единого государственного экзамена по химии ("Набор веществ") на протяжении ряда лет остаются самыми сложными заданиями части С. И это не случайно. В этом задании выпускнику надо уметь применять свои знания о свойствах химических веществ, типах химических реакций, а также умения расставлять коэффициенты в уравнениях на примере самых различных, подчас малознакомых веществ. Как же получить максимальное число баллов на этом задании? Один из возможных алгоритмов его выполнения можно представить следующими четырьмя пунктами:

Рассмотрим подробнее применение этого алгоритма на одном из примеров.

Задание (формулировка 2011 года):

Первая проблема, которая возникает при выполнении задания - понять, что скрывается под названиями веществ. Если человек вместо хлорной кислоты пишет формулу соляной, вместо сульфида калия - сульфит, он резко уменьшает количество правильно написанных уравнений реакций. Поэтому знанию номенклатуры надо уделить самое пристальное внимание. Надо учесть, что в задании могут быть использована и тривиальные названия некоторых веществ: известковая вода, железная окалина, медный купорос и т.п.

Результатом выполнения этого этапа является запись формул предложенного набора веществ.

Охарактеризовать химические свойства предложенных веществ помогает отнесение их определенной группе или классу. При этом для каждого вещества нужно дать характеристики в двух направлениях. Первая - кислотно-основная, обменная характеристика, определяющая возможность вступать в реакции без изменения степени окисления.

По кислотно-основным свойствам веществ можно выделить вещества кислотной природы (кислоты, кислотные оксиды, кислые соли), основной природы (основания, основные оксиды, основные соли), амфотерные соединения, средние соли . При выполнении задания эти свойства можно обозначать сокращенно: "К ", "О ", "А ", "С "

По окислительно-восстановительным свойствам вещества можно классифицировать на окислители и восстановители . Однако часто встречаются вещества, проявляющие окислительно-восстановительную двойственность (ОВД). Такая двойственность может иметь своей причиной то, что один из элементов находится в промежуточной степени окисления. Так, для азота характерна шкала окисления от -3 до +5. Поэтому для нитрита калия KNO 2 , где азот находится в степени окисления +3, характерны свойства и окислителя и восстановителя. Кроме того, в одном соединении атомы разных элементов могут проявлять разные свойства, в результате вещество в целом тоже проявляет ОВД . Примером может служить соляная кислота, которая может быть и окислителем, за счет иона H + и восстановителем, за счет хлорид-иона.

Двойственность не означает одинаковости свойств. Как правило, либо окислительные, либо восстановительные свойства преобладают. Существуют и вещества для которых окислительно-восстановительные свойства нехарактерны. Это наблюдается в том случае, когда атомы всех элементов находятся в своих самых устойчивых степенях окисления. Примером может служить, например, фторид натрия NaF. И, наконец, окислительно-восстановительные свойства вещества могут сильно зависеть от условий, среды при которой проводится реакция. Так, концентрированная серная кислота - сильный окислитель за счет S +6 , а та же кислота в растворе - окислитель средней силы за счет иона H +

Эта характеристика тоже может указываться сокращенно "Ок ","Вс ","ОВД ".

Определим характеристики веществ в нашем задании:
- хромат калия, соль, окислитель (Cr +6 - высшая степень окисления)
- серная кислота, раствор: кислота, окислитель (H +)
- сульфид натрия: соль, восстановитель (S -2 - низшая степень окисления)
- сульфат меди(II), соль, окислитель (Cu +2 - высшая степень окисления)

Кратко это можно было записать так:

На этом этапе надо определить, какие реакции возможны между конкретными веществами, а также возможные продукты этих реакций. Помогут в этом уже определенные характеристики веществ. Поскольку для каждого вещества мы дали две характеристики, то нужно рассматривать возможность двух групп реакций: обменных, без изменения степени окисления и ОВР.

Между веществами основной и кислотной природы характерна реакция нейтрализации , обычным продуктом которой является соль и вода (при реакции двух оксидов - только соль). В этой же реакции в роли кислоты или основания могут участвовать амфотерные соединения. В некоторых, достаточно редких случаях, реакция нейтрализации оказывается невозможной, на что обычно указывает прочерк в таблице растворимости. Причиной этого является либо слабость проявления кислотных и основных свойств у исходных соединений, либо протекание окислительно-восстановительной реакции между ними (например: Fe 2 O 3 + HI).

Кроме реакций соединения между оксидами, нужно учитывать также возможность реакции соединения оксидов с водой. В нее вступают многие кислотные оксиды и оксиды наиболее активных металлов, а продуктами являются соответствующие растворимые кислоты и щелочи. Однако вода редко дается как отдельное вещество в задании С2.

Для солей характерна реакция обмена , в которую они могут вступать как между собой, так и с кислотами и со щелочами. Как правило, она протекает в растворе, и критерием возможности ее протекания служит правило РИО - выпадение осадка, выделение газа, образование слабого электролита. В отдельных случаях реакция обмена между солями может осложняться реакцией гидролиза , в результате которого образуются основные соли. Препятствовать реакции обмена может полный гидролиз соли или окислительно-восстановительное взаимодействие между ними. На особый характер взаимодействия солей указывает прочерк в таблице растворимости для предполагаемого продукта.

Отдельно реакция гидролиза может быть зачтена как правильный ответ на задание С2, если в наборе веществ дана вода и соль, подвергающаяся полному гидролизу (Al 2 S 3).

Нерастворимые соли могут вступать в реакции обмена обычно только с кислотами. Возможна также реакция нерастворимых солей с кислотами с образованием кислых солей (Ca 3 (PO 4) 2 + H 3 PO 4 => Ca(H 2 PO 4) 2)

Еще одна сравнительно редко встречающаяся реакция, это реакция обмена между солью и кислотным оксидом. При этом более летучий оксид вытесняется менее летучим (CaСO 3 + SiO 2 => CaSiO 3 + CO 2).

В окислительно-восстановительные реакции могут вступать окислители и восстановители. Возможность этого определяется силой их окислительно-восстановительных свойств. В некоторых случаях возможность протекания реакции можно определить с помощью ряда напряжений металлов (реакции металлов с растворами солей, кислотами). Иногда относительную силу окислителей можно оценить, используя закономерности Периодической системы (вытеснение одного галогена другим). Однако чаще всего здесь потребуется знание конкретного фактического материала, свойств наиболее характерных окислителей и восстановителей (соединений марганца, хрома, азота, серы...), тренировка в написании уравнений ОВР.

Также сложно бывает определить и возможные продукты ОВР. В общем случае можно предложить два правила, помогающие сделать выбор:
- продукты реакции не должны взаимодействовать с исходными веществами, со средой , в которой проводится реакция: если в пробирку налили серную кислоту, там не может получиться КОН, если реакция проводится в водном растворе, там не выпадет в осадок натрий;
- продукты реакции не должны взаимодействовать между собой : в пробирке не может одновременно получиться CuSO 4 и КОН, Cl 2 и KI.

Следует учитывать и такой вид ОВР, как реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления). Такие реакции возможны для веществ, где элемент находится в промежуточной степени окисления, а значит, может одновременно и окисляться и восстанавливаться. Второй участник такой реакции выполняет роль среды. Примером может служить диспропорционирование галогенов в щелочной среде.

Химия тем сложна и интересна, что дать общие рецепты на все случаи жизни в ней невозможно. Поэтому наряду с этими двумя группами реакций можно назвать еще одну: специфические реакции отдельных веществ. Успешность написания таких уравнений реакций будет определяться фактическими знаниями химии отдельных химических элементов и веществ.

В прогнозировании реакций для конкретных веществ желательно соблюдать определенный порядок, чтобы не пропустить какой-либо реакции. Можно использовать подход, представленный следующей схемой:

Рассматриваем возможность реакций первого вещества с тремя другими веществами (зеленые стрелки), затем рассматриваем возможность реакций второго вещества с двумя оставшимися (синие стрелки), и, наконец, рассматриваем возможность взаимодействия третьего вещества с последним, четвертым (красная стрелка). Если в наборе будет пять веществ, стрелок будет больше, но часть их в процессе анализа будет зачеркнута.

Итак, для нашего набора, первое вещество:
- K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 , ОВР невозможна (два окислителя), обычная реакция обмена тоже невозможна, т.к. предполагаемые продукты растворимы. Здесь мы сталкиваемся со специфичной реакцией: хроматы при взаимодействии с кислотами образуют дихроматы: => K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
- K 2 CrO 4 + Na 2 S , реакция обмена также невозможна, т.к. предполагаемые продукты растворимы. А вот наличие здесь окислителя и восстановителя позволяют сделать вывод о возможности ОВР. При ОВР S -2 окислится до серы, Cr +6 восстановится до Cr +3 , в нейтральной среде это мог бы быть Cr(OH) 3 . Однако одновременно в растворе образуется КОН. Учитывая амфотерность Cr(OH) 3 и правило, что продукты реакции не должны реагировать друг с другом, приходим к выбору следующих продуктов: => S + K + KOH
- K 2 CrO 4 + CuSO 4 , а вот здесь, возможна реакция обмена между солями, т.к. большинство хроматов нерастворимо в воде: => K 2 SO 4 + CuCrO 4

Второе вещество:
- H 2 SO 4 + Na 2 S , ион водорода недостаточно сильный окислитель, чтобы окислить сульфид-ион, ОВР невозможна. Зато возможна реакция обмена, приводящая к образованию слабого электролита и газообразного вещества: => H 2 S + Na 2 SO 4 ;
- H 2 SO 4 + CuSO 4 - здесь никаких явных реакций нет.

Третье вещество:
- Na 2 S + CuSO 4 , ион меди тоже недостаточно сильный окислитель, чтобы окислить сульфид-ион, ОВР невозможна. Реакция обмена между солями приведет к образованию нерастворимого сульфида меди: => CuS + Na 2 SO 4 .

Результатом третьего этапа должно стать несколько схем возможных реакций. Возможные проблемы:
- реакций слишком много . Поскольку эксперты все равно оценят только четыре первых уравнения реакций, нужно выбрать самые простые реакции, в протекании которых Вы уверены на все 100%, и отбросить слишком сложные, или те, в которых вы не слишком уверены. Так в нашем случае можно было набрать максимальное число баллов и не зная специфичной реакции перехода хроматов в дихроматы. А если вы знаете эту не слишком сложную реакцию, то можно отказаться от уравнивания достаточно сложной ОВР, оставив только простые реакции обмена.
- реакций мало, меньше четырех . Если при анализе реакций пар веществ число реакций оказалось недостаточным, можно рассмотреть возможность взаимодействия трех веществ. Обычно это ОВР, в которых может принимать участие и третье вещество - среда, причем в зависимости от среды продукты реакции могут быть различны. Так в нашем случае, если бы найденных реакций не хватало, можно было дополнительно предложить взаимодействие хромата калия с сульфидом натрия в присутствии серной кислоты. Продуктами реакции в этом случае были бы сера, сульфат хрома(III) и сульфат калия.
Если состояние веществ четко не указано, например, просто сказано "серная кислота" вместо "раствор (подразумевается разбавленный) серной кислоты", можно проанализировать возможность реакций вещества в разных состояниях. В нашем случае, мы могли бы учесть, что концентрированная серная кислота - сильный окислитель за счет S +6 , и может вступать с сульфидом натрия в ОВР с образованием сернистого газа SO 2 .
Наконец, можно учесть возможность протекания реакции по-разному в зависимости от температуры, или от соотношения количеств веществ. Так, взаимодействие хлора со щелочью может на холоду давать гипохлорит, а при нагревании хлорат калия, хлорид алюминия при реакции со щелочью может дать и гидроксид алюминия, и гидроксоалюминат. Все это позволяет для одного набора исходных веществ написать не одно, а два уравнения реакций. Но надо учитывать, что это противоречит условию задания: "между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов ". Поэтому, будут ли все такие уравнения зачтены, зависит от конкретного набора веществ и усмотрения эксперта.

В 2012 году предложена новая форма задания С2 - в виде текста, описывающего последовательность экспериментальных действий, которые нужно превратить в уравнения реакций.
Трудность такого задания состоит в том, что школьники очень плохо представляют себе экспериментальную, не бумажную химию, не всегда понимают используемые термины и протекающие процессы. Попробуем разобраться.
Очень часто понятия, которые химику кажутся совершенно ясными, абитуриентами воспринимаются неправильно, не так, как предполагалось. В словаре приведены примеры неправильного понимания.

Словарь непонятных терминов.

1. Навеска - это просто некоторая порция вещества определенной массы (её взвесили на весах ). Она не имеет никакого отношения к навесу над крыльцом.
2. Прокалить - нагреть вещество до высокой температуры и греть до окончания химических реакций. Это не «смешивание с калием» и не «прокалывание гвоздём».
3. «Взорвали смесь газов» - это значит, что вещества прореагировали со взрывом. Обычно для этого используют электрическую искру. Колба или сосуд при этом не взрываются !
4. Отфильтровать - отделить осадок от раствора.
5. Профильтровать - пропустить раствор через фильтр, чтобы отделить осадок.
6. Фильтрат - это профильтрованный раствор .
7. Растворение вещества - это переход вещества в раствор. Оно может происходить без химических реакций (например, при растворении в воде поваренной соли NaCl получается раствор поваренной же соли NaCl, а не щелочь и кислота отдельно), либо в процессе растворения вещество реагирует с водой и образует раствор другого вещества (при растворении оксида бария получится раствор гидроксида бария). Растворять можно вещества не только в воде, но и в кислотах, в щелочах и т.д.
8. Выпаривание - это удаление из раствора воды и летучих веществ без разложения содержащихся в растворе твёрдых веществ.
9. Упаривание - это просто уменьшение массы воды в растворе с помощью кипячения.
10. Сплавление - это совместное нагревание двух или более твёрдых веществ до температуры, когда начинается их плавление и взаимодействие. С плаванием по реке ничего общего не имеет.
11. Осадок и остаток. Очень часто путают эти термины. Хотя это совершенно разные понятия. «Реакция протекает с выделением осадка» - это означает, что одно из веществ, получающихся в реакции, малорастворимо. Такие вещества выпадают на дно реакционного сосуда (пробирки или колбы). «Остаток» - это вещество, которое осталось , не истратилось полностью или вообще не прореагировало. Например, если смесь нескольких металлов обработали кислотой, а один из металлов не прореагировал - его могут назвать остатком .
12. Насыщенный раствор - это раствор, в котором при данной температуре концентрация вещества максимально возможная и больше уже не растворяется.
    Ненасыщенный раствор - это раствор, концентрация вещества в котором не является максимально возможной, в таком растворе можно дополнительно растворить ещё какое-то количество данного вещества, до тех пор, пока он не станет насыщенным.
    Разбавленный и «очень» разбавленный раствор - это весьма условные понятия, скорее качественные, чем количественные. Подразумевается, что концентрация вещества невелика.
    Для кислот и щелочей также используют термин «концентрированный» раствор. Это тоже характеристика условная. Например, концентрированная соляная кислота имеет концентрацию всего около 40%. А концентрированная серная - это безводная, 100%-ная кислота.

Для того, чтобы решать такие задачи, надо чётко знать свойства большинства металлов, неметаллов и их соединений: оксидов, гидроксидов, солей. Необходимо повторить свойства азотной и серной кислот, перманганата и дихромата калия, окислительно-восстановительные свойства различных соединений, электролиз растворов и расплавов различных веществ, реакции разложения соединений разных классов, амфотерность, гидролиз солей и других соединений, взаимный гидролиз двух солей.
Кроме того, необходимо иметь представление о цвете и агрегатном состоянии большинства изучаемых веществ - металлов, неметаллов, оксидов, солей.
Именно поэтому мы разбираем этот вид заданий в самом конце изучения общей и неорганической химии. Рассмотрим несколько примеров подобных заданий.

Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

Решение:

1. Литий реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя твёрдый нитрид лития:
   6Li + N 2 = 2Li 3 N
2. При взаимодействии нитридов с водой образуется аммиак:
   Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3
3. Аммиак реагирует с кислотами, образуя средние и кислые соли. Слова в тексте «до прекращения химических реакций» означают, что образуется средняя соль, ведь первоначально получившаяся кислая соль далее будет взаимодействовать с аммиаком и в итоге в растворе будет сульфат аммония:
   2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4 ) 2 SO 4
4. Обменная реакция между сульфатом аммония и хлоридом бария протекает с образованием осадка сульфата бария:
   (NH 4 ) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2NH 4 Cl
5. После удаления осадка фильтрат содержит хлорид аммония, при взаимодействии которого с раствором нитрита натрия выделяется азот, причём эта реакция идёт уже при 85 градусах:

Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили , фильтрат упарили , полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

Решение:

1. Алюминий окисляется азотной кислотой, образуя нитрат алюминия. А вот продукт восстановления азота может быть разным, в зависимости от концентрации кислоты. Но надо помнить, что при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется водород ! Поэтому простым веществом может быть только азот:
   10Al + 36HNO 3 = 10Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 + 18H 2 O

   Al 0 − 3e = Al 3+	|	10
   2N +5 + 10e = N 2 0		3

2. Если к раствору нитрата алюминия добавить карбонат натрия, то идёт процесс взаимного гидролиза (карбонат алюминия не существует в водном растворе, поэтому катион алюминия и карбонат-анион взаимодействуют с водой). Образуется осадок гидроксида алюминия и выделяется углекислый газ:
   2Al(NO 3 ) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaNO 3
3. Осадок - гидроксид алюминия, при нагревании разлагается на оксид и воду:
4. В растворе остался нитрат натрия. При его сплавлении с солями аммония идёт окислительно-восстановительная реакция и выделяется оксид азота (I) (такой же процесс происходит при прокаливании нитрата аммония):
   NaNO 3 + NH 4 Cl = N 2 O + 2H 2 O + NaCl
5. Оксид азота (I) - является активным окислителем, реагирует с восстановителями, образуя азот:
   3N 2 O + 2NH 3 = 4N 2 + 3H 2 O

Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.

Решение:

1. Оксид алюминия - амфотерный оксид, при сплавлении со щелочами или карбонатами щелочных металлов образует алюминаты:
   Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaAlO 2 + CO 2
2. Алюминат натрия при растворении в воде образует гидроксокомплекс:
   NaAlO 2 + 2H 2 O = Na
3. Растворы гидроксокомплексов реагируют с кислотами и кислотными оксидами в растворе, образуя соли. Однако, сульфит алюминия в водном растворе не существует, поэтому будет выпадать осадок гидроксида алюминия. Обратите внимание, что в реакции получится кислая соль - гидросульфит калия:
   Na + SO 2 = NaHSO 3 + Al(OH) 3
4. Гидросульфит калия является восстановителем и окисляется бромной водой до гидросульфата:
   NaHSO 3 + Br 2 + H 2 O = NaHSO 4 + 2HBr
5. Полученный раствор содержит гидросульфат калия и бромоводородную кислоту. При добавлении щелочи нужно учесть взаимодействие с ней обоих веществ:
   

   NaHSO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
   HBr + NaOH = NaBr + H 2 O

Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.

Решение:

1. Сульфид цинка реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется газ - сероводород:
   ZnS + HCl = ZnCl 2 + H 2 S
2. Сероводород - в водном растворе реагирует со щелочами, образуя кислые и средние соли. Поскольку в задании говорится про избыток гидроксида натрия, следовательно, образуется средняя соль - сульфид натрия:
   H 2 S + NaOH = Na 2 S + H 2 O
3. Сульфид натрия реагирует с хлоридом двухвалентного железа, образуется осадок сульфида железа (II):
   Na 2 S + FeCl 2 = FeS + NaCl
4. Обжиг - это взаимодействие твёрдых веществ с кислородом при высокой температуре. При обжиге сульфидов выделяется сернистый газ и образуется оксид железа (III):
   FeS + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2
5. Сернистый газ реагирует с кислородом в присутствии катализатора, образуя серный ангидрид:
   SO 2 + O 2 = SO 3

Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.

Решение:

1. При восстановлении оксида кремния магнием образуется кремний, который реагирует с избытком магния. При этом получается силицид магния:
   

   SiO 2 + Mg = MgO + Si
   Si + Mg = Mg 2 Si

   Можно записать при большом избытке магния суммарное уравнение реакции:
   SiO 2 + Mg = MgO + Mg 2 Si
2. При растворении в воде полученной смеси растворяется силицид магния, образуется гидроксид магния и силан (окисд магния реагирует с водой только при кипячении):
   Mg 2 Si + H 2 O = Mg(OH) 2 + SiH 4
3. Силан при сгорании образует оксид кремния:
   SiH 4 + O 2 = SiO 2 + H 2 O
4. Оксид кремния - кислотный оксид, он реагирует со щелочами, образуя силикаты:
   SiO 2 + CsOH = Cs 2 SiO 3 + H 2 O
5. При действии на растворы силикатов кислот, более сильных, чем кремниевая, она выделяется в виде осадка:
   Cs 2 SiO 3 + HCl = CsCl + H 2 SiO 3

Задания для самостоятельной работы.

1. Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
2. Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
3. Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
4. На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
5. Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
6. Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
7. Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка - добавили раствор нитрата серебра.
8. Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
9. (МИОО 2011, тренинговая работа) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
10. (МИОО 2011, тренинговая работа) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Ответы к заданиям для самостоятельного решения:

1. Cu(NO 3 ) 2 → CuO → CuSO 4 → CuS →СuO → Cu(NO 3 ) 2

   2Cu(NO 3 ) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
   CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O
   CuSO 4 + H 2 S = CuS + H 2 SO 4
   2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2
   CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O

2. Ca 3 (PO 4 ) 2 → P → P 2 O 5 →Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4 ) 2 → BaHPO 4 или Ba(H 2 PO 4 ) 2

   Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO
   4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
   P 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O
   2Na 3 PO 4 + 3BaCl 2 = Ba 3 (PO 4 ) 2 + 6NaCl
   Ba 3 (PO 4 ) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ba(H 2 PO 4 ) 2

3. Cu → NO 2 → HNO 3 → Zn(NO 3 ) 2 → Na 2

   Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
   4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3
   ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO 3 ) 2 + H 2 O
   Zn(NO 3 ) 2 + 4NaOH = Na 2 + 2NaNO 3

4. NaCl → HCl →BaCl 2 → BaSO 4 → BaS → H 2 S

   2NaCl + H 2 SO 4 = 2HCl + Na 2 SO 4
   2HCl + Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O
   BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 + 2KCl
   BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO
   BaS + 2HCl = BaCl 2 + H 2 S

5. Al 2 S 3	→ H 2 S → PbS →PbSO 4
   ↓
   AlCl 3	→ Al(OH) 3

   Al 2 S 3 + 6HCl = 3H 2 S + 2AlCl 3
   AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O = Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl
   H 2 S + Pb(NO 3 ) 2 = PbS + 2HNO 3
   PbS + 4H 2 O 2 = PbSO 4 + 4H 2 O

6. Al → Al 2 S 3 → Al(OH) 3 →K → KAlO 2 →AlCl 3