Chimie de l'année 30, je résoudrai l'examen. Comment résoudre les problèmes C1 (30) à l'examen d'État unifié de chimie

Première réponse :

8KMnO 4 + 5PH 3 + 12H 2 SO 4 → 4K 2 SO 4 + 8MnSO 4 + 5H 3 PO 4 + 12H 2 O

Mn +7 + 5e — → Mn +2 |⋅8
P -3 — 8e — → P +5 |⋅5

Deuxième réponse :

8KMnO 4 + 3PH 3 → 2K 3 PO 4 + K 2 HPO 4 + 8MnO 2 + 4H 2 O

Mn +7 + 3e — → Mn +4 |⋅8
P -3 — 8e — → P +5 |⋅3

Mn +7 (KMnO 4) - agent oxydant, P -3 (PH 3) - agent réducteur

Dans la liste de substances proposée, sélectionnez les substances entre lesquelles une réaction d'oxydo-réduction est possible et notez l'équation de cette réaction. Faire une balance électronique, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur.

Première réponse :

2Na 2 CrO 4 + 5H 2 SO 4 + 3NaNO 2 → Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + 2Na 2 SO 4 + 5H 2 O

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

N +3 — 2e — → N +5 |⋅3

Deuxième réponse :

2Na 2 CrO 4 + 3NaNO 2 + 5H 2 O → 2Cr(OH) 3 + 4NaOH + 3NaNO 3

Cr +6 + 3e — → Cr +3 |⋅2

N +3 — 2e — → N +5 | ⋅3

N +3 (NaNO 2) - agent réducteur, Cr +6 (Na 2 CrO 4) - agent oxydant

Première réponse :

Na 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1
S -2 — 2e — → S0 |⋅3

Deuxième réponse :

Na 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + H 2 O → 2Cr(OH) 3 + 3S + 2NaOH

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1
S -2 — 2e — → S0 |⋅3

Cr +6 (Na 2 Cr 2 O 7) - agent oxydant, S -2 (H 2 S) - agent réducteur

Première réponse :

3K 2 SO 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 4H 2 O

S +4 — 2е — → S +6 |⋅3
2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

Deuxième réponse :

3K 2 SO 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 O → 2Cr(OH) 3 + 3K 2 SO 4 + 2KOH

S +4 — 2е — → S +6 |⋅3
2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

S +4 (K 2 SO 3) - agent réducteur, Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - agent oxydant

Première réponse :

2KMnO 4 + 6KI + 4H 2 O → 2MnO 2 + 3I 2 + 8KOH

Mn +7 + 3e — → Mn +4 |⋅2
2I — — 2e — → I 2 |⋅3

Deuxième réponse

2KMnO 4 + KI + H 2 O → 2MnO 2 + KIO 3 + 2KOH

Mn +7 + 3e — → Mn +4 |⋅2
Je -1 — 6e — → Je +5 |⋅1

Mn +7 (KMnO 4) - agent oxydant, I - (KI) - agent réducteur

3NaClO + 4NaOH + Cr 2 O 3 → 2Na 2 CrO 4 + 3NaCl + 2H 2 O

Cl +1 + 2e — → Cl -1 |⋅3
2Cr +3 — 6e — → 2Cr +6 |⋅1

Cl +1 (NaClO) - agent oxydant, Cr +2 (Cr 2 O 3) - agent réducteur

S + 6HNO 3 → H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

S 0 — 6e — → S +6
N +5 + 3e — → N +2

S 0 - agent réducteur, N +5 (HNO 3) - agent oxydant

6FeSO 4 + K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 → 3Fe 2 (SO 4) 3 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

2Fe +2 – 2e- → 2Fe +3 |⋅3

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

Fe +2 (FeSO 4) – agent réducteur, Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) – agent oxydant

3H 2 O 2 + 4KOH + Cr 2 O 3 → 2K 2 CrO 4 + 5H 2 O

2O -1 +2e — → 2O -2 |⋅1

2Cr +3 – 6e — → 2Cr +6 |⋅1

O -1 (H 2 O 2) - agent oxydant, Cr +3 (Cr 2 O 3) - agent réducteur

Première réponse :

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3KNO 2 → 3KNO 3 + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

N +3 – 2e — → N +5 |⋅3

Deuxième réponse :

K 2 Cr 2 O 7 + 3KNO 2 + 4H 2 O → 3KNO 3 + 2KOH + 2Cr(OH) 3

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

N +3 – 2e — → N +5 |⋅3

Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - agent oxydant, N +3 (KNO 2) - agent réducteur

2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 SO 4 → 5Na 2 SO 4 + 3Br 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 8H 2 O

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1

2Br — — 2e — → Br 2 0 |⋅3

Cr +6 (Na 2 CrO 4) - agent oxydant, Br - (NaBr) - agent réducteur

Mn +7 + 5e — → Mn +2 |⋅1

2Cl — — 2e — → Cl 2 0 |⋅1

Première réponse :

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 3K 2 S → 3S + 4K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1
S -2 — 2e — → S0 |⋅3

Deuxième réponse :

K 2 Cr 2 O 7 + 3K 2 S + 7H 2 O → 2Cr(OH) 3 + 3S + 8KOH

2Cr +6 + 6e — → 2Cr +3 |⋅1
S -2 — 2e — → S0 |⋅3

Cr +6 (K 2 Cr 2 O 7) - agent oxydant, S -2 (K 2 S) - agent réducteur

Première réponse :

2KMnO 4 + 2KOH + KNO 2 → KNO 3 + 2K 2 MnO 4 + H 2 O

Mn +7 + 1e — → Mn +6 |⋅2
N +3 — 2e — → N +5 |⋅1

Deuxième réponse :

2KMnO 4 + 3KNO 2 + H 2 O → 3KNO 3 + 2MnO 2 + 2KOH

Mn +7 + 3e — → Mn +4 |⋅2
N +3 — 2e — → N +5 |⋅3

Mn +7 (KMnO 4) - permanganate de potassium, N +3 (KNO 2) - agent réducteur

4HCl + MnO 2 → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

2Cl -1 — 2e — → Cl 2 0 |⋅1

Mn +4 + 2e — → Mn +2 |⋅1

Cl -1 (HCl) - agent réducteur, Mn +4 (MnO 2) - agent oxydant

2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O

Mn +7 + 5e — → Mn +2 |⋅1

2Cl — — 2e — → Cl 2 0 |⋅1

Mn +7 (KMnO 4) - agent oxydant, Cl - (HCl) - agent réducteur

Pour effectuer les tâches 30, 31, utilisez la liste de substances suivante :

nitrate de zinc, sulfite de sodium, brome, hydroxyde de potassium, oxyde de cuivre(II). Il est permis d'utiliser des solutions aqueuses de substances.

Dans notre dernier article, nous avons parlé des tâches de base de l'examen d'État unifié de chimie 2018. Il nous faut maintenant examiner plus en détail les tâches avancées (en Codificateur d'examen d'État unifié en Chimie 2018 - niveau de difficulté élevé), niveau de difficulté, anciennement appelé partie C.

Aux tâches niveau supérieur Il n'y a que cinq (5) tâches de difficulté - n° 30, 31, 32, 33, 34 et 35. Examinons les sujets des tâches, comment s'y préparer et comment les résoudre. tâches difficilesà l'examen d'État unifié de chimie 2018.

Exemple de tâche 30 de l'examen d'État unifié de chimie 2018

Destiné à tester les connaissances de l'étudiant sur les réactions d'oxydo-réduction (ORR). Le devoir donne toujours une équation pour une réaction chimique avec des substances manquantes de chaque côté de la réaction ( côté gauche- réactifs, côté droit - produits). Un maximum de trois (3) points peut être attribué pour cette mission. Le premier point est donné pour combler correctement les lacunes de la réaction et égaliser correctement la réaction (disposition des coefficients). Le deuxième point peut être obtenu en décrivant correctement l'équilibre ORR, et le dernier point est donné pour déterminer correctement qui est l'agent oxydant dans la réaction et qui est l'agent réducteur. Analysons la solution à la tâche n°30 de versions de démonstration de l'examen d'État unifié en chimie 2018 :

En utilisant la méthode de la balance électronique, créez une équation pour la réaction

Na 2 SO 3 + … + KOH à K 2 MnO 4 + … + H 2 O

Identifiez l’agent oxydant et l’agent réducteur.

La première chose que vous devez faire est d'organiser les charges des atomes indiquées dans l'équation, il s'avère :

Na + 2 S +4 O 3 -2 + … + K + O -2 H + à K + 2 Mn +6 O 4 -2 + … + H + 2 O -2

Souvent, après cette action, nous voyons immédiatement la première paire d'éléments qui ont changé l'état d'oxydation (CO), c'est-à-dire de différents côtés de la réaction, pour le même atome, divers degrés oxydation. Dans cette tâche particulière, nous n’observons pas cela. Il faut donc tirer parti de connaissances supplémentaires, à savoir, sur le côté gauche de la réaction, on voit de l'hydroxyde de potassium ( ESCROQUER), dont la présence nous indique que la réaction se produit dans un environnement alcalin. AVEC côté droit, on voit du manganate de potassium, et on sait que dans un milieu réactionnel alcalin, le manganate de potassium est obtenu à partir du permanganate de potassium, donc l'espace sur le côté gauche de la réaction est le permanganate de potassium ( KMnO 4 ). Il s'avère qu'à gauche nous avions du manganèse à CO +7, et à droite à CO +6, ce qui permet d'écrire la première partie du bilan OVR :

Mn +7 +1 e — à Mn +6

Maintenant, nous pouvons deviner ce qui devrait se produire d’autre dans la réaction. Si le manganèse reçoit des électrons, alors quelqu'un doit les lui avoir donnés (on suit la loi de conservation de la masse). Considérons tous les éléments du côté gauche de la réaction : l'hydrogène, le sodium et le potassium sont déjà en CO +1, ce qui est le maximum pour eux, l'oxygène ne cédera pas ses électrons au manganèse, ce qui veut dire que le soufre reste en CO +4 . Nous concluons que le soufre abandonne des électrons et passe à l'état soufre avec CO +6. Nous pouvons maintenant rédiger la deuxième partie du bilan :

S +4 -2 e — à S +6

En regardant l'équation, nous voyons que sur le côté droit, il n'y a ni soufre ni sodium nulle part, ce qui signifie qu'ils doivent être dans l'espace, et le composé logique pour le remplir est le sulfate de sodium ( NaSO 4 ).

Maintenant le bilan OVR s'écrit (on obtient le premier point) et l'équation prend la forme :

Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOHà K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O

Mn +7 +1 e — à Mn +6	1	2
S +4 -2e —à S+6	2	1

Il est important à ce stade d'écrire immédiatement qui est l'agent oxydant et qui est l'agent réducteur, car les élèves se concentrent souvent sur l'équilibre de l'équation et oublient simplement de faire cette partie de la tâche, perdant ainsi un point. Par définition, un agent oxydant est la particule qui reçoit des électrons (dans notre cas, le manganèse), et un agent réducteur est la particule qui cède des électrons (dans notre cas, le soufre), on obtient donc :

Oxydant : Mn +7 (KMnO 4 )

Agent réducteur: S +4 (N / A 2 DONC 3 )

Ici, nous devons nous rappeler que nous indiquons l'état des particules dans lesquelles elles se trouvaient lorsqu'elles ont commencé à présenter les propriétés d'un agent oxydant ou réducteur, et non les états auxquels elles sont parvenues à la suite d'une réaction redox.

Maintenant, pour obtenir le dernier point, vous devez égaliser correctement l'équation (disposer les coefficients). En utilisant la balance, on voit que pour que ce soit du soufre +4, pour passer à l'état +6, il faut que deux manganèse +7 deviennent du manganèse +6, et ce qui compte c'est qu'on mette 2 devant le manganèse :

Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O

Nous voyons maintenant que nous avons 4 potassium à droite, et seulement trois à gauche, ce qui signifie qu'il faut mettre 2 devant l'hydroxyde de potassium :

Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O

En conséquence, la bonne réponse à la tâche n°30 ressemble à ceci :

Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O

Mn +7 +1e —à Mn+6	1	2
S +4 -2e —à S+6	2	1

Oxydant : Mn +7 (KMnO4)

Agent réducteur: S +4 (N / A 2 DONC 3 )

Solution à la tâche 31 de l'examen d'État unifié de chimie

Il s'agit d'une chaîne de transformations inorganiques. Pour mener à bien cette tâche, vous devez avoir une bonne compréhension des réactions caractéristiques des composés inorganiques. La tâche comprend quatre (4) réactions, pour chacune desquelles vous pouvez obtenir un (1) point, pour un total de quatre (4) points pour la tâche. Il est important de rappeler les règles pour réaliser le devoir : toutes les équations doivent être égalisées, même si un élève a écrit l'équation correctement mais n'a pas égalisé, il ne recevra pas de point ; il n'est pas nécessaire de résoudre toutes les réactions, vous pouvez en faire une et obtenir un (1) point, deux réactions et obtenir deux (2) points, etc., et il n'est pas nécessaire de compléter les équations strictement dans l'ordre, par exemple , un élève peut faire les réactions 1 et 3, ce qui signifie qu'il faut le faire et obtenir deux (2) points, l'essentiel est d'indiquer qu'il s'agit des réactions 1 et 3. Regardons la solution à la tâche n°31 de la version démo de l'examen d'État unifié de chimie 2018 :

Le fer a été dissous dans de l'acide sulfurique concentré chaud. Le sel résultant a été traité avec un excès de solution d'hydroxyde de sodium. Le précipité brun formé est filtré et calciné. La substance résultante a été chauffée avec du fer.
Écrivez les équations des quatre réactions décrites.

Pour faciliter la solution, vous pouvez dresser le schéma suivant dans un brouillon :

Pour accomplir la tâche, vous devez bien entendu connaître toutes les réactions proposées. Cependant, il y a toujours des indices cachés dans l'état (acide sulfurique concentré, excès de soude, précipité brun, calciné, chauffé au fer). Par exemple, un élève ne se souvient pas de ce qui arrive au fer lorsqu'il interagit avec conc. acide sulfurique, mais il se souvient que le précipité brun de fer après traitement avec un alcali est très probablement de l'hydroxyde de fer 3 ( Oui = Fe(OH) 3 ). Nous avons maintenant la possibilité, en remplaçant Y dans le diagramme écrit, d'essayer de créer les équations 2 et 3. Les étapes suivantes sont purement chimiques, nous ne les décrirons donc pas avec autant de détails. L'étudiant doit se rappeler que chauffer l'hydroxyde de fer 3 entraîne la formation d'oxyde de fer 3 ( Z = Fe 2 Ô 3 ) et de l'eau, et chauffer l'oxyde de fer 3 avec du fer pur les mènera à l'état intermédiaire - l'oxyde de fer 2 ( FeO). La substance X, qui est un sel obtenu après réaction avec l'acide sulfurique, donnant de l'hydroxyde de fer 3 après traitement avec un alcali, sera le sulfate de fer 3 ( X = Fe 2 (DONC 4 ) 3 ). Il est important de se rappeler d’équilibrer les équations. En conséquence, la bonne réponse à la tâche n°31 est la suivante :

1) 2Fe + 6H 2 SO 4 (k) une Fe2(SO4)3+ 3SO 2 + 6H 2 O

2) Fe2(SO4)3+ 6NaOH (g) à 2 Fe(OH)3+ 3Na2SO4

3) 2Fe(OH)3à Fe 2 Ô 3 + 3H 2 O

4) Fe 2 Ô 3 + Feà 3FeO

Tâche 32 Examen d'État unifié en chimie

Très similaire à la tâche n°31, sauf qu'elle contient une chaîne de transformations organiques. Les exigences de conception et la logique de solution sont similaires à celles de la tâche n° 31, la seule différence est que dans la tâche n° 32, cinq (5) équations sont données, ce qui signifie que vous pouvez marquer cinq (5) points au total. En raison de sa similitude avec la tâche n°31, nous ne l'examinerons pas en détail.

Solution à la tâche 33 en chimie 2018

Une tâche de calcul, pour la réaliser il faut connaître les formules de calcul de base, être capable d'utiliser une calculatrice et de faire des parallèles logiques. Le devoir 33 vaut quatre (4) points. Examinons une partie de la solution à la tâche n° 33 de la version démo de l'examen d'État unifié de chimie 2018 :

Déterminer les fractions massiques (en %) de sulfate de fer (II) et de sulfure d'aluminium dans le mélange si, lors du traitement de 25 g de ce mélange avec de l'eau, un gaz s'est dégagé qui a complètement réagi avec 960 g d'une solution à 5 % de sulfate de cuivre Dans votre réponse, notez les équations de réaction indiquées dans l'énoncé du problème et fournissez tous les calculs nécessaires (indiquez les unités de mesure des grandeurs physiques requises).

Nous obtenons le premier (1) point pour écrire les réactions qui se produisent dans le problème. L'obtention de ce point particulier dépend des connaissances en chimie, les trois (3) points restants ne peuvent être obtenus que par des calculs, donc, si un élève a des problèmes en mathématiques, il doit recevoir au moins un (1) point pour avoir complété la tâche n°33. :

Al 2 S 3 + 6H 2 Oà 2Al(OH)3 + 3H2S

CuSO 4 + H 2 Sà CuS + H2SO4

Puisque les autres actions sont purement mathématiques, nous n’entrerons pas dans les détails ici. Vous pouvez visionner une sélection de l'analyse sur notre chaîne YouTube (lien vers l'analyse vidéo de la tâche n°33).

Formules qui seront nécessaires pour résoudre cette tâche :

Devoir de chimie 34 2018

Tâche de calcul, qui diffère de la tâche n°33 par les éléments suivants :

- - Si dans la tâche n° 33 nous savons entre quelles substances l'interaction se produit, alors dans la tâche n° 34 nous devons trouver ce qui a réagi ;
  - Dans la tâche n° 34, les composés organiques sont donnés, tandis que dans la tâche n° 33, les processus inorganiques sont le plus souvent donnés.

En fait, la tâche n°34 est l'inverse de la tâche n°33, ce qui signifie que la logique de la tâche est inversée. Pour la tâche n°34 vous pouvez obtenir quatre (4) points, et, comme pour la tâche n°33, un seul d'entre eux (dans 90% des cas) est obtenu pour la connaissance de la chimie, les 3 (moins souvent 2) points restants sont obtenus pour les calculs mathématiques. Pour réussir la tâche n°34 vous devez :

Savoir formules générales toutes les principales classes de composés organiques ;

Connaître les réactions basiques des composés organiques ;

Être capable d'écrire une équation sous forme générale.

Encore une fois, je voudrais souligner qu'il est nécessaire de réussir réussir l'examen d'État unifié en chimie en 2018, les bases théoriques sont restées quasiment inchangées, ce qui signifie que toutes les connaissances que votre enfant a acquises à l'école l'aideront à réussir l'examen de chimie en 2018. Dans notre centre de préparation à l'examen d'État unifié et à l'hodographe de l'examen d'État unifié, votre enfant recevra Tous le matériel théorique nécessaire à la préparation, et en classe consolidera les connaissances acquises pour une mise en œuvre réussie tout le monde tâches d'examen. Les meilleurs professeurs ayant réussi un très grand concours et des tests d'entrée difficiles travailleront avec lui. Les cours se déroulent en petits groupes, ce qui permet à l'enseignant de consacrer du temps à chaque enfant et de formuler sa stratégie individuelle pour réaliser le travail d'examen.

Nous n'avons aucun problème avec le manque de tests dans le nouveau format, nos professeurs les rédigent eux-mêmes, sur la base de toutes les recommandations du codificateur, du spécificateur et de la version démo de l'examen d'État unifié de chimie 2018.

Appelez aujourd'hui et demain votre enfant vous remerciera !

Première partie

Le problème n ° 30 de l'examen d'État unifié de chimie est consacré au thème «Réactions d'oxydo-réduction». Auparavant, ce type de tâche était inclus dans Option examen d'État unifié sous le numéro C1.

Le sens de la tâche 30 : il faut disposer les coefficients dans l'équation de réaction en utilisant la méthode de la balance électronique. Habituellement, seul le côté gauche de l’équation est donné dans l’énoncé du problème ; l’élève doit compléter indépendamment le côté droit.

Une solution complète au problème vaut 3 points. Un point est donné pour la détermination de l'agent oxydant et de l'agent réducteur, un autre est donné directement pour la construction de la balance électronique, le dernier est pour la disposition correcte des coefficients dans l'équation de réaction. Remarque : à l'examen d'État unifié 2018, le score maximum pour résoudre la tâche 30 sera de 2 points.

À mon avis, la chose la plus difficile dans ce processus est la première étape. Tout le monde n’est pas capable de prédire correctement l’issue d’une réaction. Si les produits d'interaction sont indiqués correctement, toutes les étapes ultérieures sont une question de technologie.

Premier pas: rappelez-vous les états d'oxydation

Il faut commencer par le concept état d'oxydation de l'élément. Si vous n'êtes pas encore familier avec ce terme, reportez-vous à la section État d'oxydation de votre ouvrage de référence en chimie. Vous devez apprendre à déterminer avec confiance les états d'oxydation de tous les éléments des composés inorganiques et même des substances organiques les plus simples. Sans une compréhension à 100 % de ce sujet, il est inutile d’avancer.

Deuxième étape: agents oxydants et agents réducteurs. Réactions redox

Je veux te rappeler que tout réactions chimiques dans la nature peut être divisé en deux types : redox et se produisant sans changement d'état d'oxydation.

Au cours de la réaction redox (c'est l'abréviation que nous utiliserons plus loin pour les réactions redox), certains éléments changent d'état d'oxydation.

Un élément dont l'état d'oxydation est diminue, appelé agent d'oxydation.
Un élément dont l'état d'oxydation est se lève, appelé agent réducteur.

L'agent oxydant est réduit au cours de la réaction.
L'agent réducteur est oxydé pendant la réaction.

Exemple 1. Considérons la réaction du soufre avec le fluor :

S + 3F 2 = SF 6.

Organisez vous-même les états d'oxydation de tous les éléments. On voit que l'état d'oxydation du soufre augmente (de 0 à +6), et l'état d'oxydation du fluor diminue (de 0 à -1). Conclusion : S est un agent réducteur, F 2 est un agent oxydant. Au cours du processus, le soufre est oxydé et le fluor est réduit.

Exemple 2. Discutons de la réaction de l'oxyde de manganèse (IV) avec l'acide chlorhydrique :

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.

Au cours de la réaction, le degré d'oxydation du manganèse diminue (de +4 à +2) et le degré d'oxydation du chlore augmente (de -1 à 0). Conclusion : le manganèse (dans la composition de MnO 2) est un agent oxydant, le chlore (dans la composition de HCl est un agent réducteur). Le chlore est oxydé, le manganèse est réduit.

Veuillez noter que dans le dernier exemple, tous les atomes de chlore n’ont pas changé d’état d’oxydation. Cela n’a aucunement influencé nos conclusions.

Exemple 3. Décomposition thermique du bichromate d'ammonium :

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

Nous voyons que l'agent oxydant et l'agent réducteur font partie d'une seule « molécule » : le chrome change son état d'oxydation de +6 à +3 (c'est-à-dire qu'il s'agit d'un agent oxydant) et l'azote - de -3 à 0 (d'où , l'azote est un agent réducteur).

Exemple 4. Interaction du dioxyde d'azote avec une solution aqueuse alcaline :

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O.

Après avoir arrangé les états d'oxydation (j'espère que vous le ferez sans difficulté !), nous découvrons une image étrange : l'état d'oxydation d'un seul élément change : l'azote. Certains atomes de N augmentent leur état d'oxydation (de +4 à +5), tandis que d'autres le diminuent (de +4 à +3). En fait, il n’y a rien d’étrange à cela ! DANS ce processus N(+4) est à la fois un agent oxydant et un agent réducteur.

Parlons un peu de la classification des réactions redox. Permettez-moi de vous rappeler que tous les OVR sont divisés en trois types :

1) les ORR intermoléculaires (l'agent oxydant et l'agent réducteur sont contenus dans des molécules différentes) ;
2) les ORR intramoléculaires (l'agent oxydant et l'agent réducteur sont dans une seule molécule) ;
3) réactions de dismutation (un agent oxydant et un agent réducteur sont des atomes du même élément avec le même état d'oxydation initial dans la composition d'une molécule).

Je pense que, sur la base de ces définitions, vous pouvez facilement comprendre que les réactions des exemples 1 et 2 concernent l'ORR intermoléculaire, la décomposition du bichromate d'ammonium est un exemple d'ORR intramoléculaire et l'interaction du NO 2 avec un alcali est un exemple de une réaction de disproportion.

Troisième étape: on commence à maîtriser la méthode de la balance électronique

Pour vérifier dans quelle mesure vous maîtrisez la matière précédente, je vais vous poser une question simple : « Pouvez-vous donner un exemple de réaction dans laquelle une oxydation se produit mais il n'y a pas de réduction, ou, à l'inverse, il y a une oxydation mais pas de réduction ? »

Bonne réponse : « Non, vous ne pouvez pas ! »

En effet, laissons l’état d’oxydation de l’élément X augmenter au cours de la réaction. Cela signifie que X donne des électrons. Mais à qui ? Après tout, les électrons ne peuvent pas simplement s'évaporer, disparaître sans laisser de trace ! Il existe un autre élément Y dont les atomes accepteront ces électrons. Les électrons ont une charge négative, donc l’état d’oxydation de Y va diminuer.

Conclusion : s'il y a un réducteur X, alors il y aura certainement un oxydant Y ! De plus, le nombre d’électrons cédés par un élément sera exactement égal au nombre d’électrons acceptés par un autre élément.

C'est sur ce fait qu'il se fonde méthode de balance électronique, utilisé dans la tâche C1.

Commençons par maîtriser cette méthode avec des exemples.

Exemple 4

C + HNO 3 = CO 2 + NO 2 + H 2 O

méthode de balance électronique.

Solution. Commençons par déterminer les états d'oxydation (faites-le vous-même !). On voit qu'au cours du processus deux éléments changent d'état d'oxydation : C (de 0 à +4) et N (de +5 à +4).

Évidemment, le carbone est un agent réducteur (oxydé), et l'azote (+5) (dans l'acide nitrique) est un agent oxydant (réduit). D'ailleurs, si vous avez correctement identifié le comburant et l'in-tel, vous êtes déjà assuré de 1 point pour le problème N 30 !

Maintenant, le plaisir commence. Écrivons ce qu'on appelle demi-réactions d'oxydation et de réduction :

L'atome de carbone cède 4 électrons, l'atome d'azote en gagne 1. Le nombre d'électrons donnés n'est pas égal au nombre d'électrons reçus. C'est mauvais! La situation doit être corrigée.

"Multiplions" la première demi-réaction par 1, et la seconde par 4.

C(0)-4e	=	C(+4)	(1)
N(+5) + 1e	=	N(+4)	(4)

Maintenant tout va bien : pour un atome de carbone (donnant 4 e) il y a 4 atomes d'azote (dont chacun prend un e). Le nombre d’électrons donnés est égal au nombre d’électrons reçus !

Ce que nous venons d'écrire s'appelle en réalité balance électronique. Si vous rédigez correctement ce solde lors d'un véritable examen d'État unifié de chimie, vous avez la garantie d'avoir 1 point supplémentaire pour le problème C1.

Dernière étape : il reste à transférer les coefficients obtenus dans l'équation de réaction. Avant les formules C et CO 2 on ne change rien (puisque le coefficient 1 n'est pas mis dans l'équation), avant les formules HNO 3 et NO 2 on met un quatre (puisque le nombre d'atomes d'azote à gauche et à droite de l'équation doit être égal à 4) :

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + H 2 O.

Il reste à faire une dernière vérification : on voit que le nombre d'atomes d'azote est le même à gauche et à droite, il en va de même pour les atomes de C, mais il y a toujours des problèmes avec l'hydrogène et l'oxygène. Mais tout est facile à corriger : on met un coefficient de 2 devant la formule H 2 O et on obtient la réponse finale :

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O.

C'est tout! Le problème est résolu, les coefficients sont définis et nous obtenons un point supplémentaire pour l'équation correcte. Résultat : 3 points pour un problème parfaitement résolu 30. Félicitations pour cela !

Exemple 5. Disposer les coefficients dans l'équation de réaction

NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + I 2 + H 2 O

méthode de balance électronique.

Solution. Organisez vous-même les états d'oxydation de tous les éléments. On voit qu'au cours du processus deux éléments changent d'état d'oxydation : S (de +6 à -2) et I (de -1 à 0).

Le soufre (+6) (dans l'acide sulfurique) est un agent oxydant et l'iode (-1) dans NaI est un agent réducteur. Pendant la réaction, I(-1) est oxydé, S(+6) est réduit.

On note les demi-réactions d'oxydation et de réduction :

faire attention à point important: Il y a deux atomes dans une molécule d'iode. La « moitié » de la molécule ne peut pas participer à la réaction, donc dans l'équation correspondante nous n'écrivons pas I, mais précisément I 2.

« Multiplions » la première demi-réaction par 4, et la seconde par 1.

2I(-1) - 2e	=	Je 2 (0)	(4)
S(+6) + 8e	=	S(-2)	(1)

La balance est construite, pour 8 électrons donnés, il y a 8 électrons reçus.

Nous transférons les coefficients dans l'équation de réaction. Avant la formule I 2, nous mettons 4, avant la formule H 2 S, nous entendons le coefficient 1 - cela, je pense, est évident.

NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + H 2 O

Mais d’autres questions pourraient surgir. Premièrement, il serait incorrect de mettre un quatre devant la formule NaI. En effet, déjà dans la demi-réaction d'oxydation elle-même, le symbole I est précédé d'un coefficient de 2. Par conséquent, il faut écrire non pas 4, mais 8 du côté gauche de l'équation !

8NaI + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + H 2 O

Deuxièmement, dans une telle situation, les diplômés mettent souvent un coefficient 1 devant la formule de l'acide sulfurique. Ils raisonnent ainsi : « Dans la demi-réaction de réduction, on a trouvé un coefficient de 1, ce coefficient se réfère à S, ce qui signifie que la formule de l'acide sulfurique doit être précédée d'une unité.

Ce raisonnement est faux ! Tous les atomes de soufre n'ont pas changé leur état d'oxydation, certains d'entre eux (dans la composition de Na 2 SO 4) ont conservé l'état d'oxydation +6. Ces atomes ne sont pas pris en compte dans la balance électronique et le coefficient 1 n'a rien à voir avec eux.

Mais tout cela ne nous empêchera pas de mener à bien cette décision. Il est seulement important de comprendre que dans les discussions ultérieures, nous ne nous appuyons plus sur la balance électronique, mais simplement sur le bon sens. Je vous rappelle donc que les coefficients pour H 2 S, NaI et I 2 sont « gelés » et ne peuvent pas être modifiés. Mais le reste est possible et nécessaire.

Sur le côté gauche de l’équation il y a 8 atomes de sodium (dans NaI), sur la droite il n’y a que 2 atomes pour l’instant. On met un facteur 4 devant la formule du sulfate de sodium :

8NaI + H 2 SO 4 = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + H 2 O.

Ce n'est que maintenant que vous pouvez égaliser le nombre d'atomes S. Il y en a 5 à droite, vous devez donc mettre un coefficient de 5 devant la formule de l'acide sulfurique :

8NaI + 5H 2 SO 4 = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + H 2 O.

Dernier problème : l'hydrogène et l'oxygène. Eh bien, je pense que vous avez deviné vous-même qu'il manque le coefficient 4 devant la formule de l'eau sur le côté droit :

8NaI + 5H 2 SO 4 = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + 4H 2 O.

Nous vérifions à nouveau tout soigneusement. Oui tout est correct ! Le problème est résolu, nous avons reçu les 3 points qui nous reviennent.

Ainsi, dans les exemples 4 et 5, nous avons discuté en détail algorithme de résolution du problème C1 (30). Votre solution à un problème d’examen réel doit inclure les points suivants :

1) états d'oxydation de TOUS les éléments ;
2) indication de l'agent oxydant et de l'agent réducteur ;
3) système de balance électronique ;
4) l'équation de réaction finale avec coefficients.

Quelques commentaires sur l'algorithme.

1. Les états d’oxydation de tous les éléments des côtés gauche et droit de l’équation doivent être indiqués. Tout le monde, pas seulement l’oxydant et le réducteur !

2. L'agent oxydant et l'agent réducteur doivent être clairement et clairement indiqués : l'élément X (+...) dans la composition... est un agent oxydant et est réduit ; l'élément Y(...) dans la composition... est un agent réducteur et est oxydé. Tout le monde ne pourra pas déchiffrer l'inscription en petite écriture « ok. tout » sous la formule de l'acide sulfurique car « le soufre (+6) dans la composition de l'acide sulfurique est un agent oxydant, réduit ».

Ne lésinez pas sur les lettres ! Vous ne mettez pas d’annonce dans le journal : « Chambre LED avec toutes les commodités ».

3. Le schéma de la balance électronique n'est qu'un schéma : deux demi-réactions et les coefficients correspondants.

4. Personne n'a besoin d'explications détaillées sur la manière exacte dont vous avez placé les coefficients dans l'équation de l'examen d'État unifié. Il est seulement nécessaire que tous les chiffres soient corrects et que l'entrée elle-même soit faite avec une écriture lisible. Assurez-vous de vous vérifier plusieurs fois !

Et encore une fois concernant l'évaluation de la tâche C1 à l'examen d'État unifié de chimie :

1) détermination de l'agent oxydant (agents oxydants) et de l'agent réducteur (agents réducteurs) - 1 point ;
2) schéma de balance électronique avec coefficients corrects - 1 point ;
3) l'équation de réaction de base avec tous les coefficients - 1 point.

Résultat : 3 points pour solution complète du problème n°30.

Remarque : je vous rappelle encore une fois qu'à l'examen d'État unifié 2018, la note maximale pour résoudre le problème n°30 sera de 2 points.

Je suis sûr que vous comprenez quelle est l'idée derrière la méthode de la balance électronique. Nous avons compris basiquement comment se construit la solution de l'exemple n° 30. En principe, tout n'est pas si compliqué !

Malheureusement, lors d'un véritable examen d'État unifié de chimie, le problème suivant se pose : l'équation de réaction elle-même n'est pas donnée dans son intégralité. C'est-à-dire que le côté gauche de l'équation est présent, mais à droite, soit il n'y a rien du tout, soit la formule d'une substance est indiquée. Vous devrez compléter l'équation vous-même, en fonction de vos connaissances, et ensuite seulement commencer à disposer les coefficients.

Cela peut être assez difficile. Il n’existe pas de recette universelle pour écrire des équations. Dans la partie suivante, nous aborderons cette question plus en détail et examinerons des exemples plus complexes.

Enseignement secondaire général

Ligne UMK N.E. Kuznetsova. Chimie (10-11) (de base)

Ligne UMK O.S. Gabrielyan. Chimie (10-11) (de base)

Ligne UMK V.V. Lunin. Chimie (10-11) (de base)

Ligne UMK Guzeya. Chimie (10-11) (B)

Examen d'État unifié 2018 en chimie : tâches 30 et 31

Organisation de la préparation à l'Examen d'État unifié de chimie : tâches à contexte unique sur les thèmes des réactions redox et des réactions d'échange d'ions.
Lidia Asanova, candidate en sciences pédagogiques, professeure agrégée du Département d'enseignement des sciences naturelles de l'Institut de développement éducatif de Nijni Novgorod, analyse les tâches 30 et 31.

Ces tâches d'un niveau de complexité accru n'ont été introduites dans l'examen d'État unifié qu'en 2018. Parmi les cinq substances proposées, il est proposé de choisir celles avec lesquelles les réactions redox et les réactions d'échange d'ions sont possibles. Habituellement, les substances sont sélectionnées de manière à ce que l'étudiant puisse écrire plusieurs options de réaction, mais une seule équation parmi les possibles doit être sélectionnée et écrite.
Il convient de considérer les tâches 30 et 31 dans leur ensemble afin de déterminer l'algorithme des actions et de noter erreurs typiquesétudiants.

Détails sur la tâche n°30

Que devraient être capables les étudiants de faire ?

déterminer l'état d'oxydation éléments chimiques;

déterminer l'agent oxydant et l'agent réducteur ;

prédire les produits de réaction en tenant compte de la nature de l'environnement ;

créer des équations de réaction et des équations de balance électronique ;

attribuer des coefficients dans l’équation de réaction.

Nouveau répertoire contient tout le matériel théorique du cours de chimie requis pour réussir l'examen d'État unifié. Il comprend tous les éléments de contenu, vérifiés par du matériel de test, et permet de généraliser et de systématiser les connaissances et les compétences pour un cours d'école secondaire. Matériel théorique présenté sous une forme concise et accessible. Chaque section est accompagnée d'exemples tâches de formation, vous permettant de tester vos connaissances et votre degré de préparation à l'examen de certification. Tâches pratiques correspondent au format de l'examen d'État unifié. À la fin du manuel, des réponses aux tâches sont fournies qui vous aideront à évaluer objectivement le niveau de vos connaissances et le degré de préparation à l'examen de certification. Le manuel s'adresse aux lycéens, aux candidats et aux enseignants.

Que faut-il répéter ? Les agents oxydants et réducteurs les plus importants (assurez-vous de vous rapporter à l'état d'oxydation des éléments), accordez une attention particulière aux substances qui peuvent être soit des agents réducteurs, soit des agents oxydants. N'oubliez pas la dualité du processus : l'oxydation s'accompagne toujours d'une réduction ! Répétez à nouveau les propriétés des agents oxydants :

Acide nitrique. Plus l'agent réducteur est actif et plus la concentration d'acide est faible, plus la réduction de l'azote est profonde. N'oubliez pas que l'acide nitrique oxyde les non-métaux en oxoacides.

Acide sulfurique. Relation inverse : plus la concentration en acide est élevée, plus le processus de réduction du soufre est profond. SO2, S, H2S se forment.

Composés de manganèse. Ici, tout dépend de l'environnement - dans ce cas, non seulement KMnO4, mais également d'autres composés aux propriétés oxydantes moins prononcées peuvent être rencontrés sur la tâche. En milieu acide, les produits de réaction sont le plus souvent du manganèse et des sels : sulfates, nitrates, chlorures, etc. au neutre - réduction en oxyde de manganèse (précipité brun). Dans un environnement fortement alcalin, la réduction se produit en manganate de potassium (solution vert vif).

Composés de chrome. Il est utile de se souvenir de la couleur des produits de réaction lorsque les substances interagissent avec les chromates et les dichromates. Rappelons que les chromates existent dans un environnement alcalin et que les dichromates existent dans un environnement acide.

Acides halogènes contenant de l'oxygène(chlore, brome, iode). La réduction se produit en ions chlore et brome chargés négativement, dans le cas de l'iode - généralement pour libérer l'iode, sous l'action d'agents réducteurs plus puissants - en iode chargé négativement. Répétez les noms des acides et des sels de chlore, d'iode et de brome - après tout, le nom ne contient pas de formules, mais des noms.

Cations métalliques dans l'état d'oxydation le plus élevé. Tout d’abord, le cuivre et le fer, qui sont réduits à de faibles états d’oxydation. Cette réaction se produit avec des agents réducteurs puissants. Ne confondez pas ces réactions avec les réactions d’échange !

Il est utile de rappeler encore une fois les propriétés des substances à dualité rédox, telles que le peroxyde d'hydrogène, l'acide nitreux, l'oxyde de soufre IV, l'acide sulfureux, les sulfites, les nitrites. Parmi les agents réducteurs, vous rencontrerez très probablement des acides sans oxygène et leurs sels, des hydrures de métaux alcalins et alcalino-terreux lors de l'examen d'État unifié. Leurs anions sont oxydés en atomes ou molécules neutres, qui peuvent être capables d'une oxydation ultérieure.

À la fin de la tâche, vous pouvez décrire différents types de réactions : intermoléculaires, comportionnelles, disproportionnées (auto-oxydation et auto-guérison). Mais la réaction de décomposition ne peut pas être utilisée, puisque la tâche contient les mots clés : « faire une équation entre les substances en réaction ».

Comment la tâche est-elle évaluée ? Auparavant, 1 point était accordé pour l'indication d'un agent oxydant et d'un agent réducteur et pour l'enregistrement d'une balance électronique ; désormais, un maximum de 1 point est accordé pour la somme de ces éléments. Le maximum pour la tâche est de 2 points, à condition que l'équation de réaction soit écrite correctement.

Détails sur la tâche 31

Que faut-il répéter ?

Règle pour composer une réaction. Les formules des électrolytes forts (acides forts, alcalis, sels solubles) s'écrivent sous forme d'ions, et les formules des acides, bases, sels, électrolytes faibles insolubles s'écrivent sous forme non dissociée.

Conditions d'écoulement.

Règles d'enregistrement. Si on note un ion, on indique d'abord la quantité de charge, puis le signe : faites attention à cela. L’état d’oxydation s’écrit à l’envers : d’abord le signe, puis la grandeur. Il est important que cette réaction ne se déroule pas simplement vers la liaison des ions, mais vers la liaison la plus complète des ions. Ceci est important car certains sulfures, par exemple, réagissent avec des acides faibles et d’autres non, et cela est lié à la force des liaisons entre les éléments au sein des composés.

Pour la première fois, les écoliers et les candidats sont invités à Didacticiel préparer l'examen d'État unifié de chimie, qui contient des tâches de formation regroupées par thème. Le livre contient des tâches différents types et les niveaux de difficulté pour tous les sujets testés dans le cours de chimie. Chaque section du manuel comprend au moins 50 tâches. Les tâches correspondent aux normes éducatives modernes et aux réglementations relatives à la conduite de l'examen d'État unifié de chimie pour les diplômés des établissements d'enseignement secondaire. La réalisation des tâches de formation proposées sur les sujets vous permettra de vous préparer qualitativement à la réussite de l'examen d'État unifié en chimie. Le manuel s'adresse aux lycéens, aux candidats et aux enseignants.

Exemples de tâches

Exemple 1. Donné : sulfate de chrome (III), nitrate de baryum, hydroxyde de potassium, peroxyde d'hydrogène, chlorure d'argent.

Tâche 30. Il est préférable d'établir immédiatement les formules des substances : ce sera plus clair. Alors regardez-les attentivement. Nous nous souvenons que le sulfate de chrome en milieu alcalin est oxydé en chromate - et nous écrivons l'équation de réaction. Le sulfate de chrome est un agent réducteur, le peroxyde d'hydrogène est un agent oxydant. L’état d’oxydation s’écrit +3.

Tâche 31. Plusieurs options sont ici possibles : par exemple, l'interaction du sulfate de chrome (III) avec un alcali pour former un précipité insoluble. Ou - la formation d'un sel complexe en excès d'alcali. Ou - l'interaction du nitrate de baryum avec le sulfate de chrome. Il est important de choisir l’option la plus sûre et la plus transparente pour l’étudiant.

Exemple 2. Donné : sulfure de cuivre (II), nitrate d'argent, acide nitrique, acide chlorhydrique, phosphate de potassium.

Tâche 30. Un choix probable est l’interaction du sulfure de cuivre et de l’acide nitrique. Veuillez noter qu'il ne s'agit pas d'une réaction d'échange d'ions, mais d'une réaction redox. Les sulfures sont oxydés en sulfates, ce qui donne du sulfate de cuivre (II). Étant donné que l’acide est concentré, la réaction se produit très probablement pour former de l’oxyde nitrique (IV).

Tâche 31. C’est là que les choses peuvent devenir délicates. Premièrement, il y a un risque à choisir l’interaction entre le sulfure de cuivre et l’acide chlorhydrique comme équation d’échange d’ions : c’est incorrect. Mais ce que vous pouvez prendre, c'est la formation de chlorure d'argent résultant de l'interaction du nitrate d'argent et de l'acide chlorhydrique. Vous pouvez également prendre l'interaction du phosphate de potassium et du nitrate d'argent (n'oubliez pas la formation d'un précipité jaune vif).

Exemple 3. Donné : permanganate de potassium, chlorure de potassium, sulfate de sodium, nitrate de zinc, hydroxyde de potassium.

Tâche 30. Réjouissez-vous : si le permanganate de potassium figure sur la liste, alors vous avez déjà trouvé l'agent oxydant. Mais son interaction avec l'alcali, avec la formation de manganate et la libération d'oxygène, est une réaction que les écoliers oublient pour une raison quelconque. Il est difficile de proposer ici d’autres réactions possibles.

Tâche 31. Des options sont là encore possibles : la formation d'hydroxyde de zinc ou d'un sel complexe.

Exemple 4. Donné : bicarbonate de calcium, tartre de fer, acide nitrique, acide chlorhydrique, oxyde de silicium (IV).

Tâche 30. La première difficulté est de rappeler ce qu’est l’oxyde de fer et comment va se comporter cet oxyde de fer. En cours d'interaction avec acide nitrique le fer est oxydé en trivalent et le produit de la réaction est du nitrate de fer (III). Si nous prenons un acide concentré, le produit sera également de l'oxyde nitrique (IV). Vous pouvez procéder différemment : imaginez l'interaction des acides concentrés, chlorhydrique et nitrique. Parfois, les tâches traitent de la concentration en acide ; s'il n'y a pas de spécifications, vous pouvez choisir n'importe quelle concentration.

Tâche 31. L'option la plus simple ici est la réaction du bicarbonate de calcium avec l'acide chlorhydrique, libérant du dioxyde de carbone. L'essentiel est d'écrire la formule du bicarbonate.

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Exemple 5. Donné : hydroxyde de magnésium, chlorure de fer (III), acide sulfurique, sulfure de sodium, nitrate de zinc.

Tâche 30. Tâche problématique : lors de l'interaction entre le chlorure ferrique et le sulfure de sodium, il ne s'agit pas d'un processus d'échange, mais d'un processus d'oxydo-réduction. Si un sel sulfuré est impliqué dans la réaction, alors ce n'est pas du chlorure qui se forme, mais du sulfure de fer (II). Et lors de la réaction avec le sulfure d'hydrogène - le chlorure de fer (II).

Tâche 31. Par exemple, vous pouvez prendre du sulfure de sodium avec de l'acide dilué, libérant du sulfure d'hydrogène. Vous pouvez également écrire une équation entre l’hydroxyde de magnésium et l’acide sulfurique.