Перейти к основному содержанию

Профессиональный репетитор по английскому языку и химии, подготовка к ОГЭ, ЕГЭ, экзаменам в вузы. Как проходят занятия.  

Подробный разбор демонстрационного варианта ФИПИ 2025 ЕГЭ по химии

В этом материале мы подробно разбираем демонстрационный вариант ЕГЭ по химии 2025 года от ФИПИ. Задача разбора не просто дать ответы, а показать логику их нахождения. К заданиям тестовой 1 части даны подробные комментарии, также приведены решения письменной 2 части.

Часть 1

Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:

1) Ca 2) S 3) Cr 4) P 5) Si

Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.

Задание 1.

Определите, атомы каких двух из указанных в ряду элементов в основном состоянии содержат одинаковое число p-электронов. Запишите номера выбранных элементов.

На моем сайте есть тренажер по заданиям 1-3.

Кальций представляет собой элемент главной подгруппы II группы, поэтому у него на внешней оболочке есть только s-электроны, но нет p-электронов. Однако p-электроны есть на второй и третьей оболочке, которые не являются валентными. Вторая и третья оболочка являются заполненными, на каждой из них по 6 p-электронов, итого их 12.

Сера является элементом главной подгруппы VI группы. Значит, на внешней оболочке у нее 6 электронов, из которых 4 p-электрона. Кроме того, p-электроны находятся на второй оболочке, которая не является валентной. На ней 6 p-электронов. Значит, всего их у серы 10.

Хром является d-элементом 4 периода. На четвертой оболочке у него нет p-электронов, но они есть на невалентных 2 и 3 оболочках, где их суммарно 2 х 6 = 12.

Фосфор – элемент 3 периода. На второй оболочке у него 6 p-электронов, а на третьей 3 p-электрона, итого 9.

Наконец, кремний тоже элемент 3 периода. На второй оболочке у него те же 6 p-электронов, а на третьей оболочке 2 p-электрона. Итого их 8.

Как видно, нам подходят кальций и хром.

Ответ: 1, 3.

Задание 2.

Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента-неметалла. Расположите выбранные элементы в порядке усиления кислотных свойств образуемых ими высших гидроксидов. Запишите номера выбранных элементов в нужной последовательности.

Металлами в нашем ряду являются кальций, потому что это типичный s-элемент, находящийся в II группе, и хром, относящийся к группе переходных металлов. Все остальные элементы в ряду являются неметаллами. Запишем их высшие гидроксиды. Для серы это серная кислота (H2SO4), для фосфора это фосфорная кислота (H3PO4) и для кремния это кремниевая кислота (H2SiO3). Самые слабые кислотные свойства у кремниевой кислоты, далее более сильные у фосфорной кислоты, и наконец самые сильные у серной. Значит, ответ 5, 4, 2.

Ответ: 5, 4, 2.

Задание 3.

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в образованных ими анионах с общей формулой ЭO4x− могут иметь одинаковую степень окисления. Запишите номера выбранных элементов.

Посмотрим, какие кислородсодержащие ионы могут образовывать элементы нашего ряда. Кальций их вообще не образует. Для серы это SO32- и SO42-, для хрома CrO42-, для фосфора PO43- и для кремния SiO4-. Теперь понятно, что под формулу ЭО4х- подходят сера, хром, фосфор и кремния. Чтобы прийти к ответу, нужно расставить степени окисления атомов в этих ионах: S+6O42-, Cr+6O42-, P+5O43-, Si+4O4-. Видно, что одинаковая степень окисления в этих ионах у серы и хрома.

Ответ: 2, 3.

Задание 4.

Из предложенного перечня выберите два вещества, которые имеют молекулярную кристаллическую решётку и содержат ковалентные полярные связи.

1) формиат натрия 
2) ацетальдегид 
3) оксид серы(IV) 
4) нитрат калия 
5) азот

На моем сайте есть теория и тренажер для задания 4.

Для начала определим типы кристаллических решеток для всех веществ. Формиат натрия – это соль муравьиной кислоты, а соли, как известно, имеют ионное строение. Молекулярной решетки у формиата натрия нет.

Ацетальдегид представляет собой органическое вещества класса альдегидов. Большинство органических веществ имеют молекулярное строение и соответственно молекулярную кристаллическую решетку, ацетальдегид не исключение.

Оксид серы (IV) является оксидом неметалла, такие соединения имеют молекулярную кристаллическую решетку.

Нитрат калия снова соль, значит, строение ионное и молекулярной кристаллической решетки нет.

Азот имеет молекулярное строение, значит, кристаллическая решетка молекулярная.

Теперь из ацельтальдегида, оксида серы (IV) и азота нужно выбрать соединения, в которых есть ковалентная полярная связь. Это ацетальдегид, в котором есть ковалентные полярные связи C-H и С=О, и оксид серы (IV) с ковалентной полярной связью S=O. В молекуле азота ковалентная связь N≡N образована одинаковыми атомами, поэтому она является неполярной.

Ответ: 2, 3.

Задание 5.

Среди предложенных формул/названий веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы/названия: А) основания; Б) соли сильной кислоты; В) кислотного оксида. 

1) (MgOH)2CO3

2) Fe2O3

3) оксид хрома (III)

4) едкий натр

5) сернистый газ

6) фторид натрия

7) Be(OH)2

8) KHSO4

9) K3PO4

Теорию по этому заданию вы можете почитать здесь, а потренироваться на тренажерах здесь.

А) Основания в курсе ЕГЭ по химии – это гидроксиды основных металлов и аммиак. У нас в таблице гидроксида два: это едкий натр (NaOH) и гидроксид бериллия (Be(OH)2). Учитывая, что гидроксид бериллия является амфотерным, то чистым основанием может быть только едкий натр.

Б) Теперь выпишем все соли. Это основная соль (MgOH)2CO3, фторид натрия NaF, кислая соль гидросульфат калия KHSO4 и фосфат калия K3PO4. Карбонат, фторид представляют собой соли слабых кислот, а фосфат соль кислоты средней силы. Только сульфат является солью сильной кислоты, поэтому выбираем его.

В) Выпишем все оксиды. Это Fe2O3, Cr2O3 и сернистый газ SO2. Первые два оксида являются оксидами переходных металлов и проявляют амфотерные свойства. А вот оксид SO2 неметалла серы является кислотным, ему соответствует сернистая кислота H2SO3.

Ответ: 4, 8, 5.


Задание 6.

Даны две пробирки с раствором нитрита бария. В первую пробирку добавили раствор соли Х, в результате наблюдали образование осадка. Во вторую пробирку добавили раствор вещества Y. В этой пробирке произошла реакция, которую описывает сокращённое ионное уравнение:

H+ + NO2 = HNO2

Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые участвовали в описанных реакциях.

1) фосфат калия 
2) хлороводород 
3) серная кислота 
4) ацетат магния 
5) сульфит кальция

Исходя из эксперимента с первой пробиркой, вещество Х должно быть растворимой солью. У нас три соли: это фосфат калия (K3PO4), ацетат магния (Mg(CH3COO)2) и сульфит кальция (CaSO3). Но только две из них являются растворимыми, это K3PO4 и Mg(CH3COO)2. Обсудим возможность протекания реакций между этими солями и нитритом бария:

2K3PO4 + 3Ba(NO2)2 = 6KNO2 + 2Ba3(PO4)2

Это реакция ионного обмена протекает, потому что образуется осадок. Осадок нам как раз нужен по условию.

Второй вариант:

Mg(CH3COO)2 + Ba(NO2)2 = Ba(CH3COO)2 + Mg(NO2)2

Обе образующие соли растворимы в воде, значит, эта реакция ионного обмена не протекает. Вещество Х – это K3PO4.

Во второй пробирке снова протекает реакция ионного обмена с образованием азотистой кислоты.

H+ + NO2 = HNO2

То, что в левой части этого сокращенного уравнения есть ионы Н+, говорит нам о том, что в реакцию вступала сильная кислота. Именно в результате ее диссоциации и должны были образоваться эти ионы. У нас в списке две сильные кислоты – хлороводород (в виде раствора) и серная кислота. Если вы возьмем серную кислоту, то реакция будет протекает так:

Ba(NO2)2 + H2SO4 = 2HNO2 + BaSO4

То есть в продуктах мы увидим осадок сульфата бария, которого нет в сокращенном ионном уравнении, данном в условии. Значит, вещество Y – это не серная кислота, а хлороводород.

Ответ: 1, 2.

Задание 7.

Установите соответствие между веществом и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВО

РЕАГЕНТЫ

А) C

Б) H2S

В) Na2CO3

Г) P2O5

1) FeSO4, CuSO4, KNO3

2) HNO3 (конц.), H2SO4 (конц.), O2 

3) Ca(NO3)2, BaCl2, HCl

4) CaO, H2O, NH3 (р-р)

5) HNO3 (р-р), HBr, NaOH

А) Каких химических свойств мы ждем от углерода? Только ОВР. Углерод может гореть и окисляться сильными окислителями. Под эти условия подходят вещества из ряда 2.

C + 4HNO3 (конц.) = CO2 + 4NO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 (конц.) = CO2 + 2SO2 + 2H2O
C + O2 = CO2

Б) H2S представляет собой слабую кислоту и сильный восстановитель. Поэтому можно ожидать либо реакций ионного обмена с образованием, например, осадков сульфидов, либо реакций окисления. Здесь ответ как в предыдущем случае, потому что ряд 2 представляет собой ряд окислителей.

H2S + 8HNO3 (конц.) = H2SO4 + 8NO2 + 4H2O
H2S + 3H2SO4 (конц.) = 4SO2 + 4H2O
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

В) Карбонат натрия Na2CO3 – это растворимая соль. Она может вступать в реакции ионного обмена с другими солями, а также с сильными кислотами, которые могут вытеснить угольную кислоту. Подходит ряд 3.

Na2CO3 + Ca(NO3)2 = CaCO3↓ + 2NaNO3
Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + 2NaCl
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O

Г) P2O5 – это кислотный оксид, от которого мы ждем реакций с основаниями, основными оксидами, а также с водой. Это ряд 4.

P2O5 + CaO = Ca3(PO4)2
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
P2O5 + 2NH3 (р-р) + 3H2O = 2NH4H2PO4

Ответ: 2, 2, 3, 4.

Задание 8.

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
 

ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

А) Cu2O и HNO(конц.)

Б) Cu(OH)2 и HNO3

В) Cu и HNO3 (конц.)

Г) Fe2(SO4)3и KI

1) Cu(NO3)2, NO2 и H2O

2) Cu(NO3)2, NH3 и H2O

3) Cu(NO3)2и H2

4) FeI2, I2 и K2SO4

5) FeI2и K2SO4

6) Cu(NO3)2 и H2O

А) Концентрированная азотная кислота является сильнейшим окислителем, а восстановитель у нас есть, потому что Cu со степенью окисления +1 в оксиде легко окисляется. После окисления Cu получит степень окисления +2, очевидно, в нитрате меди (II). Вопрос в том, до чего восстановится азот в азотной кислоте. До аммиака в ответе 2 он вряд ли восстановится, Cu+1 не такой сильный восстановитель. Кроме того, нужно помнить, что концентрированная азотная кислота обычно восстанавливается до NO2. Поэтому выбираем ответ 1.

Б) На первый взгляд может показаться, что здесь азотная кислота тоже является окислителем. Но если посмотреть внимательно, то мы увидим, что окислять ей нечего, так как Cu в Cu(OH)2 имеет максимальную степень окисления +2. Значит, это будет не ОВР, а ионный обмен. В его результате мы получим нитрат меди (II) и воду, ответ 6.

В) Это задание решается так же, как задание А, только теперь у нас медь в степени окисления 0. В результате окисления медь превратится в нитрат меди (II), а азот в азотной кислоте восстановится до NO2. Ответ 1.

Г) Здесь мы, казалось бы, ждем обычный ионный обмен. Но нужно помнить, что вещество с формулой FeI3 неустойчиво и образоваться не может. В момент образования оно распадается на FeI2 и I2, то есть реакция из ионного обмена превращается в ОВР. В продуктах будут FeI2, I2 и K2SO4, ответ 4.

Ответ: 1, 6, 1, 4.

Задание 9.

Задана схема превращений веществ:

Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.

1) HNO3 
2) O2 
3) AgNO3 
4) Ca(OH)2 
5) H2O

Для того чтобы из соли аммония получить аммиак, необходимо на соль аммония подействовать сильным основанием. В нашем списке таким основанием является Ca(OH)2:

2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O

Поэтому Х – это Ca(OH)2. Чтобы из аммиака получить азот, необходимо его сжечь, для этого потребуется кислород.

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

Так что Y – это О2.

Ответ: 4, 2

Задание 10.

Установите соответствие между названием вещества и классом/группой органических соединений, к которому(-ой) оно принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. 

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА

КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

А) толуол

Б) ацетон

В) метиламин

1) азотсодержащие соединения

2) кислородсодержащие соединения

3) углеводороды

4) галогенсодержащие соединения

А) Толуол – это метилбензол или фенилметан с формулой C6H5-CH3. Ни азота, ни кислорода, ни галогенов в его составе нет. Это углеводород.

Б) Ацетон – это диметилкетон или пропанон с формулой СH3-CO-CH3. Кислород в составе этой молекулы есть, поэтому это кислородсодержащее соединение.

В) Метиламин имеет формулу CH3-NH2. В ее составе есть азот, поэтому это азотсодержащее соединение.

Ответ: 3, 2, 1.

Задание 11.

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых все атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации.

1) дивинил 
2) бутин-1 
3) стирол 
4) ацетон 
5) ацетилен

Атомы углерода, образующие одну двойную связь, имеют sp2-гибридизацию. То есть нам нужно найти соединения, в которых все атомы углерода образуют одну двойную связь.

Дивинил – это бутадиен-1,3 с формулой CH2=CH-CH=CH2. Здесь все атомы углерода имеют одну двойную связью и, следовательно, sp2-гибридизованы.

Бутин-1 имеет формулу СН≡С-СН2-СH3. Двойных связей у углерода нет, нам не подходит.

Стирол – это винилбензол или фенилэтилен с формулой C6H5-CH=CH2. В нем и углероды винильного фрагмента (-СН=СН2), и углероды фенильного фрагмента (-С6Н5) имеют sp2-гибридизацию. Нам подходит.

Ацетон – это пропанон или диметилкетон с формулой СН3-СО-СН3. Только один атом углерода имеет здесь sp2-гибридизацию (фрагмент C=O), а вот метильные фрагменты (–СН3) sp3-гибридизованы. Не подходит.

Ацетилен – это простейший алкин с формулой СН≡СН. Здесь у углерода sp-гибридизация. Не годится.

Ответ: 1, 3.


Задание 12.

Из предложенного перечня веществ выберите все вещества, с которыми вступают в реакцию как этан, так и этиленгликоль.

1) перманганат калия 
2) бромоводород 
3) кислород 
4) бром (водн.) 
5) азотная кислота

Перманганат калия не реагирует с алканами, поэтому с этаном реакция не пойдет. Не годится.

Бромоводород тоже не реагирует с алканами, поэтому с этаном реакция не пойдет. Отбрасываем.

Кислород окисляет почти все органические соединения при горении, поэтому реакция пойдет и с этаном, и с этиленгликолем.

Бром в газовой фазе реагирует с этаном, но не реагирует с ним в виде бромной воды. Не подходит.

Азотная кислота реагирует и с этаном (реакция Коновалова, в результате образуется нитроэтан), и с этиленгликолем (образуется сложный эфир азотной кислоты и этиленгликоля). Подходит.

Ответ: 3, 5.

Задание 13.

Из предложенного перечня выберите два вещества, которые можно получить восстановлением соответствующего нитросоединения.

1) метиламин 
2) глицерин 
3) диэтиламин 
4) 4-метиланилин 
5) триметиламин

Вы можете почитать теорию по теме амины здесь и решить тесты здесь.

Восстановлением нитросоединений можно получить только первичные амины. Под этот случай подходят только метиламин и 4-метиланилин.  

Глицерин вообще не подходит, поскольку это не амин, который можно получить восстановлением нитросоединения, а многоатомный спирт. Диэтилэмин является не первичным, а вторичным амином, а триметиламин – это третичный амин. Они не подходят.

Ответ: 1, 4.

Задание 14.

Установите соответствие между исходным углеводородом и продуктом, преимущественно образующимся при его гидратации: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ИСХОДНЫЙ УГЛЕВОДОРОД

ПРОДУКТ ГИДРАТАЦИИ

А) метилпропен

Б) пропин

В) пропилен

Г) бутен-1

1) пропанол-2

2) 2-метилпропанол-2

3) бутанол-2

4) пропаналь

5) бутанол-1

6) пропанон

А) Метилпропен – это алкен, который содержит одну двойную связь. К двойной связи вода присоединяется по правилу Марковникова. Это означает, что Н из воды присоединяется к фрагменту СН2=, потому что он наиболее гидрогенизирован (содержит больше атомов водорода), а ОН из воды присоединяется к менее гидрогенизированному фрагменту =С(СН3)2. В результате присоединения получится 2-метилпропанол-2.


Б) Пропин с формулой CH3-C≡CH тоже присоединяет воду по правилу Марковникова. В результате образуется неустойчивый енол, который претерпевает перегруппировку в ацетон, он же пропанон.

В) Пропилен с формулой CH3-CH=CH2 присоединяет воду, как показано на рисунке ниже. Правило Марковникова здесь тоже выполняется. Продуктом будет вторичный спирт пропанол-2.

Г) В результате гидратации бутена-1 по правилу Марковникова мы получим бутанол-2, как показано на рисунке ниже.

Ответ: 2, 6, 1, 3.

Задание 15.

Установите соответствие между схемой реакции и веществом Х, принимающим участие в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

СХЕМА РЕАКЦИИ

ВЕЩЕСТВО Х

1) Cu(OH)2

2) CuO

3) KOH (р-р)

4) K2CO3

5) H2SO4 (конц.)

6) K

А) В первой реакции действием вещества Х мы превращаем метанол (CH3OH) в формальдегид (HCHO). Это, безусловно, окисление и нам остается только вспомнить окислитель, позволяющий переводить спирты в альдегиды. Это CuO.

Б) Во второй реакции с помощью Х мы превращаем этиловый спирт (CH3CH2OH) в этилен (C2H4). В этом процессе мы, по сути, отняли воду из молекулы этилового спирта, то есть провели внутримолекулярную дегидратацию. Для этого Х должен представлять собой водоотнимающий агент. В нашем списке это может быть только концентрированная серная кислота.

В) В третьей реакции мы заменили водород в молекуле этилового спирта (CH3CH2OH) на калий и получили калиевую соль спирта - этилат калия (CH3CH2OK). Такой процесс можно осуществить, если взять металлический калий. Важно отметить, что водный раствор КОН для такого превращения не подойдет. Одноатомные спирты в водном растворе с щелочами не реагируют. Поэтому выбираем калий.

Г) В последней реакции мы превратили метиловый спирт (CH3OH) в диметиловый эфир (CH3OCH3). Фактически мы забрали одну молекулу воды у двух молекул метилового спирта, то есть провели межмолекулярную дегидратацию. Снова, как и в задании Б, нам нужен водоотнимающий агент. Значит, снова выбираем концентрированную серную кислоту.

Ответ: 2, 5, 6, 5.

Задание 16.

Задана следующая схема превращений веществ:

Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.

1) бензол 
2) метан 
3) этанол 
4) этаналь 
5) гексан

Второе вещество в нашей цепочке – это ацетилен C2H2. Нагревом какого вещества можно получить ацетилен? Конечно, метана.

2CH4 = C2H2 + 3H2 (при 1500оС)

Последним в цепочке превращений идет циклогексан, полученный из некоего вещества Y, которое в свою очередь можно получить из ацетилена. Здесь нужно вспомнить, что тримеризацией ацетилена можно получить бензол.


А далее гидрированием бензола можно получить циклогексан. 

Таким образом, Х – метан, Y – бензол.

Ответ: 2, 1.

Задание 17.

Установите соответствие между химической реакцией и типами реакций, к которым она относится: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ

ТИПЫ РЕАКЦИЙ

А) дегидрирование этана

Б) гидратация ацетилена

В) взаимодействие уксусной кислоты и этилового спирта

1) разложения, каталитическая

2) окислительно-восстановительная, экзотермическая

3) обмена, обратимая

4) замещения, гетерогенная

А) Дегидрирование этана – это отщепление водорода от этана. Процесс может описываться, например, такой реакций:

C2H6 = C2H4 + H2

В этом случае из этана (C2H6) образуется этилен (С2Н4). Это реакция типа А = B + C, то есть А разлагается на B и С, у нас реакция разложения. Процессы гидрирования и дегидрирования не протекают без катализатора, поэтому реакция является каталитической.

Б) Гидратация ацетилена – это присоединение воды к ацетилену. Это реакция Кучерова, в ее результате образуется ацетальдегид.

C2H2 + H2O = CH3CHO

Углерод в ацетилене меняет степень окисления C-1H≡C-1H + H2O = C-3H3C+1HO, значит, это ОВР. Также эта реакция является экзотермической, поскольку это, по сути, реакция присоединения.

В) Взаимодействие уксусной кислоты и этилового спирта – это реакция этерификации, ведущая к образованию сложного эфира.

CH3COOH + C2H5OH ⇆ CH3COOC2H5 + H2O

Этерификация представляет собой обратимую реакцию обмена.

Ответ: 1, 2, 3.

Задание 18.

Из предложенного перечня выберите все реакции, которые при тех же условиях протекают с большей скоростью, чем взаимодействие натрия с этанолом.

1) взаимодействие натрия с бутанолом-1 
2) взаимодействие калия с этанолом 
3) взаимодействие натрия с водой 
4) взаимодействие натрия с пропанолом-2 
5) взаимодействие кальция с пропанолом-1

У нас есть реакция натрия с этанолом, в результате которой образуется этилат натрия и выделяется водород. И даны еще пять реакций, скорость которых нужно оценить по отношению к скорости данной реакции. Как это сделать? В реакции натрия с этанолом реагируют фактически активный металл (натрий) и вещество с кислотными свойствами (этанол). Из приведенных пяти реакций те из них будут протекать быстрее, в которых взаимодействует более активный металл, чем натрий, и более сильная кислота, чем этанол.

1) Чем длиннее углеводородный радикал при гидроксильной группе ОН, тем слабее кислотные свойства спирта. Поэтому метанол проявляет более сильные кислотные свойства, чем этанол, этанол – более сильные, чем пропанол и так далее. Следовательно, бутанол проявляется более слабые кислотные свойства, чем этанол, и реакция протекает медленнее, чем реакция натрия с этанолом.

2) Калий находится ниже натрия в I группе и является более активным металлом. Активность металлов растет вниз по группе, что видно по реакции металлов I группы с водой. Литий медленно реагирует с водой, плавая в ней, тогда как цезий реагирует со взрывом. Поэтому калий, будучи более активным по сравнению с натрием, быстрее реагирует с этанолом.

3) Кислотные свойства спиртов слабее, чем кислотные свойства воды. Именно поэтому алкилаты (соли спиртов) гидролизуются водой – вода как более сильная кислота вытесняет спирты из их солей. Если вода сильнее как кислота, чем этанол, значит, реакция натрия с ней протекает быстрее.

4) Вторичные спирты слабее по кислотным свойствам, чем первичные. Это связано с индуктивным электронным эффектом алкильных заместителей. Тогда пропанол-2 слабее как кислота, чем пропанол-1, а пропанол-1 слабее как кислота, чем этанол. Значит, эта реакция натрия с пропанолом-2 будет протекать медленнее, чем реакция натрия с этанолом.

5) Здесь у нас, во-первых, пропанол-1, который слабее по кислотным свойствам, чем этанол. Во-вторых, кальций, с одной стороны, ниже по группе, чем натрий, а с другой, правее по периоду. Направо по периоду активность металлов падает. Поэтому реакция кальция с пропанолом-1 протекает медленнее, чем реакция натрия с этанолом.

Ответ: 2, 3.

Задание 19.

Установите соответствие между уравнением реакции и свойством элемента азота, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. 

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ

СВОЙСТВО АЗОТА

А) NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2

Б) 3CuO + 2NH3 = N2 + 3Cu + 3H2

В) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 

1) является окислителем

2) является восстановителем 

3) является и окислителем, и восстановителем 

4) не проявляет окислительно-восстановительных свойств 

А) Степень окисления азота в NH4HCO3 была -3 и осталась такой же в NH3. Азот не изменил степень окисления в ходе реакции, значит, он не проявляет окислительно-восстановительных свойств.

Б) Азот в NH3 имел степень окисления -3, а в N2 она стала равна 0. Азот повысил степень окисления, то есть отдал электроны. Следовательно, он является восстановителем.

В) Азот в NH3 имел степень окисления -3, а в NO она стала равна +2. Степень окисления азота повысилась, то есть он снова отдал электроны. Следовательно, он восстановитель.

Ответ: 4, 2, 2.

ИЛИ

Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
 

СХЕМА РЕАКЦИИ

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ

А) Cu2O + H2SO4 CuSO4 + SO2 + H2O

Б) Cu + HNO3  Cu(NO3)2 + NO2 + H2

В) CuO + H2 → Cu + H2O 

1) +6  +4

2) +1 → +2 

3) → +2 

4) → +1 

 А) В этой реакции восстановителем является атом меди. Ее степень окисления меняется с +1 в Cu2O до +2 в CuSO4.

Б) В этой реакции мы также окисляем медь, значит, медь снова восстановитель. Она меняет степень окисления с 0 в Cu до +2 в Cu(NO3)2.

В) В этой реакции мы восстанавливаем оксид меди (II) действием водорода. То есть восстановителем является водород. Он меняет степень окисления с 0 в H2 до +1 в Н2О.

Ответ: 2, 3, 4.

Задание 20.

Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

СОЛЬ

ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) KI

Б) CuSO4 

В) CuBr2 

1) металл и кислород

2) водород и галоген 

3) металл и галоген 

4) водород и кислород 

А) При обсуждении электролиза водного раствора соли KI нужно отдельно посмотреть на катион и анион. Катион представлен активным металлом калием, который на катоде не разряжается. Вместо него разряжается вода, и на катоде выделяется водород. А вот анион иода на аноде разряжается с выделением молекулярного галогена. Ответ 2.

Б) Здесь катион представляет металлом медью, которая в ряду напряжений находится правее водорода. Это означает, что катоде будет происходит разряд катионов Cu2+ с образованием металлической меди. Что касается аниона, то он кислородсодержащий. Кислородсодержащие анионы на аноде не разряжаются, вместо них разряжается вода с выделением кислорода. Ответ 1.

Г) Здесь катион снова медь, значит, снова после электролиза на увидим на катоде металлическую медь. А вот бром – это галоген, который на аноде превратится в молекулярный бром. То есть мы увидим галоген. Ответ 3.

Ответ: 2, 1, 3.

ИЛИ

Установите соответствие между веществом и возможным способом его получения путём электролиза: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. 

ВЕЩЕСТВО

ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

А) алюминий

Б) кислород 

В) калий 

1) раствора Al2O3 в расплавленном криолите

2) водного раствора KF 

3) водного раствора AlCl3 

4) расплава KF 

А) В промышленности алюминий получают электролизом Al2O3, растворенного в расплаве криолита, то есть K3AlF6. Электролиз водного раствора AlCl3 не годится, потому что в этом случае вместо Al3+ преимущественно будет разряжаться водород из воды с образованием H2.

Б) Кислород можно получить электролизом водного раствора KF. Да, мы знаем, что галогенид-ионы в водных растворах разряжаются до простых веществ галогенов, но F- исключение. Он не разряжается, вместо него разряжается вода с образованием O2 на аноде.

В) Калий нельзя получить электролизом водных растворов калиевых солей, потому что в этом случае будет выделяться водород из воды. Но если убрать воду, то есть взять расплав калиевой соли, то будет выделяться металлический калий. Поэтому выбираем расплав KF.

Ответ: 1, 2, 4.

Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные.

Концентрация (молярная, моль/л) показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора ( V).

pH («пэ аш») – водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды.

Задание 21.

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов.

1) Zn(NO3)2 
2) CsOH 
3) CaBr2 
4) K3PO4

Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация веществ во всех растворах (моль/л) одинаковая.

1) Соль нитрат цинка Zn(NO3)2 образована катионом цинка, которому соответствует слабое основание Zn(OH)2, и нитрат-анионом, которому соответствует сильная азотная кислота HNO3. Это означает, что гидролиз этой соли будет протекать только по катиону. Это приведет к образованию слабокислой среды с рН < 7.

2) Гидроксид цезия CsOH – это очень сильное основание. В результате его электролитической диссоциации в растворе образуется большое количество гидроксид-ионов, которые создают сильнощелочную среду с рН >> 7.

3) Соль бромид кальция CaBr2 образована катионом кальция, которому соответствует сильное основание Ca(OH)2, и бромид-анионом, которому соответствует сильная бромоводородная кислота HBr. Значит, гидролиза ни по катиону, ни по аниону не будет. Среда останется нейтральной с рН ≈ 7

4) Соль фосфат калия образована катионом калия, которому соответствует сильное основание KOH, и фосфат-анионом, которому соответствует фосфорная кислота H3PO4 средней силы. Значит, гидролиз будет протекать по аниону, что приведет к образованию слабощелочной среды с рН > 7.

Теперь мы можем расположить растворы в порядке роста рН, то есть увеличения щелочности среды.

Теорию по гидролизу солей можно посмотреть в этой статье.

Ответ: 1, 3, 4, 2.

Задание 22.

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

[Al(OH)4] (p-p) + СН3СООН(р-р) ⇆ Al(OH)3(тв.) + CН3СОО(p-p) + H2O(ж) + Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. 

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

А) добавление уксусной кислоты

Б) добавление твердого ацетата калия 

В) добавление твердого гидроксида алюминия

Г) увеличение давления 

1) смещается в сторону прямой реакции

2) смещается в сторону обратной реакции 

3) практически не смещается 

А) Если мы добавим в нашу равновесную систему уксусную кислоту, то мы соответственно повысим концентрацию уксусной кислоты. Уксусная кислота – это исходное вещество, а повышение концентрации исходного вещества смещает равновесие в сторону продуктов, то есть прямой реакции. Ответ 1.

Б) Твердый ацетат натрия в водном растворе будет претерпевать электролитическую диссоциацию, которая описывается уравнением: CH3COONa ⇆ Na+ + CH3COO-. Видно, что в результате такого процесса в нашей системе вырастет концентрация ацетат-ионов CH3COO-. Ацетат-ионы – это продукт в нашей реакции, а увеличение концентрации продукта ведет к смещению равновесия в сторону исходных веществ, то есть обратной реакции. Ответ 2.

В) Гидроксид алюминия нерастворим в воде. Поэтому если добавить твердый гидроксид алюминия в нашу равновесную систему, то он просто осадком сядет на дно колбы. К увеличению концентрации Al(OH)3 это не приведет, ведь Al(OH)3 не является частью раствора, а отделен от него. Поэтому к смещению равновесия это не приведет. Ответ 3.

Г) Увеличение давления может повлиять на положение равновесия только в том случае, если в равновесной системе находятся один или несколько газообразных веществ. В нашей равновесной системе газообразных веществ нет. значит, увеличение давления никак не повлияет на положение равновесия. Ответ 3.

Ответ: 1, 2, 3, 3.

Задание 23.

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(I) и водород. При этом исходная концентрация водорода составляла 0,06 моль/л. В результате протекания обратимой реакции

N2O(г) + 4H2(г) ⇆ 2NH3(г) + H2O(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида азота(I) и аммиака составили 0,02 моль/л и 0,01 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию оксида азота(I) (X) и равновесную концентрацию водорода (Y). Выберите из списка номера правильных ответов:

1) 0,005 моль/л 
2) 0,020 моль/л 
3) 0,025 моль/л 
4) 0,030 моль/л 
5) 0,040 моль/л 
6) 0,050 моль/л

Теорию по решению этого задания можно посмотреть здесь, а потренироваться на тренажерах здесь.

Если изначально в реактор поместили оксид азота (I) и водород, это означает, что исходные концентрации аммиака и воды были равны нулю. После установления равновесия концентрация аммиака составила 0,01 моль/л, то есть она выросла с 0 до 0,01 моль/л.

Если концентрация аммиака выросла, значит, концентрация оксида азота (I) должна была упасть, ведь оксид азота (I) в этой реакции расходовался. После установления равновесия концентрация оксида азота (I) составила 0,02 моль/л. Из одной молекулы оксида азота (I) образуется две молекулы аммиака, следовательно, на образование 0,01 моль/л аммиака израсходовалось 1/2 х 0,01 = 0,005 моль/л оксида азота (I). Тогда исходная его концентрация будет равна сумме того, что осталось после установления равновесия, и того, что израсходовалось: 0,02 + 0,005 = 0,025 моль/л.

Исходная концентрация водорода составляла 0,06 моль/л. В ходе реакции водород расходовался, поскольку аммиак образовывался. Из четырех молекул водорода образуется две молекулы аммиака, то есть водорода тратится в два раза больше, чем образуется аммиака. Аммиака образовалось 0,01 моль/л, тогда водорода потратилось 2 х 0,01 = 0,02 моль/л. Равновесная концентрация аммиака равна разность между исходной концентрацией и тем, что израсходовалось: 0,06 – 0,02 = 0,04 моль/л.

Ответ: 3, 5.

Задание 24.

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВА

РЕАКТИВ

А) Zn и Fe

Б) BaCl2 (р-р) и Ba(NO3)2 (р-р) 

В) K2SO4 (р-р) и MgSO4 (р-р) 

Г) HBr (р-р) и HNO3 (р-р) 

1) KOH (р-р)

2) CH3COOK (р-р

3) Al2O3

4) KBr (р-р)

5) AgNO3 (р-р

Потренироваться на тренажерах по этому заданию вы можете здесь.

А) И цинк, и железо представляют собой амфотерные металлы. Однако железо, в отличие от цинка, не растворяется в водных растворах щелочей при обычных условиях. Поэтому если опустить кусочки цинка и железа в раствор KOH, то в первом случае мы увидим растворение металла и выделение газа (водорода), а во втором случае ничего не увидим. Так мы и различим эти два металла.

Б) Соли хлорид бария и нитрат бария различаются только анионом, поскольку катион металла один и тот же. Если в пробирки с этими солями добавить AgNO3, то в первом случае по реакции ионного обмена будет образовываться нерастворимый осадок AgCl белого цвета, а во втором случае реакция ионного обмена просто не пойдет. По белому осадку мы поймем, в какой пробирке был хлорид бария.

В) В этом задании у нас в солях одинаковые анионы, но разные катионы. Катион калия отличается от катиона магния тем, что катион магния образует нерастворимый гидроксид, а катион калия нет. Это различие и нужно использовать, добавив в обе пробирки раствор KOH. В случае с MgSO4 мы увидим образование осадка Mg(OH)2, а в случае с K2SO4 ничего не увидим, поскольку реакция не пойдет.

Г) Здесь нам даны две сильные кислоты. Если в пробирки с ними добавить AgNO3, то по реакции с HCl нитрат серебра снова даст нам белый осадок AgCl, а реакция HNO3 не пойдет. Так мы и различим две кислоты.

Ответ: 1, 5, 1, 5.

ИЛИ

Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком(-ами) протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ПРИЗНАК(И) РЕАКЦИИ

А) KMnO4 (H+) и пентен-2 

Б) фенол и Br2 (водн.) 

В) этилен и Br2 (водн.) 

Г) NH3 (р-р) и уксусная кислота

1) только обесцвечивание раствора 

2) обесцвечивание раствора и образование осадка 

3) растворение осадка 

4) выделение бурого газа 

5) видимые признаки реакции отсутствуют

А) Пентен-2 представляет собой алкен, то есть соединение с одной двойной связью. Перманганат калия в кислой среде разрывает двойную связь в алкене, при этом происходит обесцвечивание изначально розового раствора, ведь перманганат, дающий розовую окраску, в этой реакции расходуется. Схема реакции выглядит так:

CH3-CH=CH-CH2-CH3 + KMnO4 + H2SO4 → CH3-COOH + CH3-CH2-COOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O

Наш ответ 1: только обесцвечивание раствора. Осадков в этой реакции не образуется.

Б) Реакция с бромом представляет собой качественную реакцию на фенол. При этом образуется осадок 2,4,6-трибромфенола.


Изначально раствор брома окрашен в желто-коричневый цвет, в ходе реакции бром расходуется и окраска исчезает. Поэтому наш ответ 2. 

В) Этилен – это алкен. Реакция алкенов с бромной водой представляет собой качественную реакцию на алкены.

CH2=CH2 + Br2 = CH2Br-CH2Br

В этой реакции не происходит образования осадка, но мы увидим обесцвечивание бромной воды. Ответ 1.

Г) Аммиак реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей аммония. В случае с уксусной кислотой мы увидим образование ацетата аммония.

NH3 + CH3COOH = CH3COONH4

Видимые признаки этой реакции отсутствуют. Нет ни образования осадка, ни выделения газа, ни исчезновения окраски раствора. Ответ 5.

Ответ: 1, 2, 1, 5.

Задание 25.

Установите соответствие между веществом и основной областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
 

ВЕЩЕСТВО

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

А) бутадиен-1,3 

Б) нитрат аммония 

В) ацетилен

1) в качестве пестицида 

2) получение полимеров 

3) в качестве удобрения 

4) резка и сварка металлов

Подробный разбор всех типов этого задания вы можете посмотреть здесь.

А) Полимеризацией бутадиена-1,3 получают синтетические каучуки, то есть полимеры. Впервые промышленный способ получения синтетических каучуков был разработан в Советском Союзе в начале 1930-х годов академиком Лебедевым.

Б) В нитрате аммония высокое массовое содержание азота, который является необходимым для жизни элементом. Поэтому нитрат аммония используют в качестве удобрения.

В) При горении ацетилена развивается очень высокая температура выше 3000°С. Поэтому ацетиленовые горелки используются для резки и сварки металлов.

Ответ: 2, 3, 4.

ИЛИ

Установите соответствие между названием волокна и его типом: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ ВОЛОКНА

ТИП ВОЛОКНА

А) нейлон 

Б) капрон 

В) вискоза

1) искусственное  

2) минеральное  

3) синтетическое  

4) натуральное

А) Нейлон – это волокно, которое не существовало в природе до того, как его синтезировал человек. Поэтому это синтетическое волокно. Это полимер 6-аминогексановой кислоты, фрагменты которой связываются друг с другом через амидную связь.

Б) Капрон – это другое название для нейлона. Поэтому это тоже синтетическое волокно.

В) Вискоза – это волокно, которое получают модифицированием встречающейся в природе целлюлозы. Такие волокна относятся к типу искусственных.

Ответ: 3, 3, 1.

ИЛИ

Установите соответствие между аппаратом химического производства и процессом, протекающим в этом аппарате: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

АППАРАТ

ПРОЦЕСС

А) контактный аппарат 

Б) ректификационная колонна 

В) поглотительная башня

1) перегонка нефти 

2) поглощение оксида серы(VI) 

3) окисление сернистого газа 

4) очистка сернистого газа

А) В технологической схеме производства серной кислоты в контактном аппарате происходит реакция SO2 с О2 с образованием SO3. То есть окисление сернистого газа.

Б) В ректификационной колонне происходит разделение сырой нефти на фракции, то есть на компоненты, которые кипят в определенном интервале температур. Процесс иными словами называется перегонкой нефти.

В) В технологической схеме производства серной кислоты в поглотительной башне происходит поглощение SO3 серной кислотой. Полученный раствор SO3 в H2SO4 называется олеумом. Разбавлением олеума водой получают серную кислоту.

Ответ: 3, 1, 2.

Задание 26.

Сколько граммов 8%-ного раствора сульфата меди(II) надо взять, чтобы при выпаривании 10 г воды получить раствор с массовой долей соли 12 %? (Запишите число с точностью до целых.)

Обзор решений типичных задач из этого задания вы можете посмотреть здесь.


Пусть в исходной колбе было Х г 8%-ного раствора сульфата меди (II). Тогда масса чистого сульфата меди (II) в этой колбе составит:

m(CuSO4) = 8 / 100% ∙ X (г) = 0,08Х г

Если теперь из исходной колбы выпарить 10 г воды, тогда масса раствора во второй колбе составит:

m2 р-ра = X – 10 г.

Однако масса сульфата меди (II) во второй колбе останется неизменной и равной 0,08Х г. Напишем выражение для массовой доли сульфата меди (II) во второй колбе и приравняем ее к данным в условии 12%:

ω(CuSO4) = 0,08X / (X – 10) = 12 / 100% = 0,12

Теперь нужно решить это уравнение и найти Х.

0,08Х / (Х – 10) = 0,12
0,08X = 0,12 (X – 10)
0,08X = 0,12X – 1,2
0,04X = 1,2
X = 30 г

Ответ: 30 г.

Задание 27.

При протекании реакции, термохимическое уравнение которой

Fe2O3(тв.) + 3C(тв.) = 2Fe(тв.) + 3CO(г) – 490,6 кДж,

поглотилось 2943,6 кДж теплоты. Какой объём угарного газа (н.у.) при этом образовался? (Запишите число с точностью до десятых.)

Термохимическое уравнение, данное в условии, говорит нам о том, что образованию 3 моль СО сопутствует поглощение 490,6 кДж тепла. Найдем объем, который соответствует 3 моль СО:

V(CO) = n(CO) ∙ Vm = 3 ∙ 22,4 л/моль = 67,2 л.

То есть образование 67,2 л СО сопровождается поглощением 490,6 кДж тепла. Теперь нужно найти, какой объем СО получится, если поглотится 2943,6 кДж тепла. Для этого нужно составить пропорцию:

67,2 л СО  -  490,6 кДж
Х л СО  -  2943,6 кДж

Отсюда можно найти Х.

Х = 67,2 (л) ∙ 2943,6 (кДж) / 490,6 (кДж) = 403,2 л

Ответ:  403,2 л.

Задание 28.

Технический сульфит натрия массой 14 г, в котором массовая доля примеси сульфата натрия составляет 10 %, растворили в избытке соляной кислоты. Определите объём (н.у.) выделившегося при этом газа. (Запишите число с точностью до сотых.)

Запишем уравнение реакции.

Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O

В эту реакцию вступает только чистый, то есть 100% сульфит натрия, поэтому сначала необходимо определить, сколько чистого сульфита натрия содержится в данном нам техническом образце. Если доля примесей составляет 10%, тогда все остальное, то есть 90%, представляет собой чистое вещество. Тогда масса чистого сульфита натрия в нашем техническом образце составит 90% от 14 г:

m(Na2SO3) = 90 / 100% ∙ 14 (г) = 12,6 г

Найдем теперь количество вещества чистого сульфита натрия.

n(Na2SO3) = m(Na2SO3) / M(Na2SO3) = 12,6 (г) / (23 ∙ 2 + 32 + 16 ∙ 3 (г/моль)) = 12,6 (г) / 126 (г/моль) = 0,1 моль.

Коэффициенты в уравнении реакции между сульфитом натрия и сернистым газом равны. Поэтому равны и их количества вещества.

n(SO2) = n(Na2SO3) = 0,1 моль

Теперь, зная число молей SO2 и принимая во внимание, что это газ, мы можем найти его объем.

V(SO2) = n(SO2) ∙ Vm = 0,1 (моль) ∙ 22,4 (л/моль) = 2,24 л

Ответ: 2,24 л.

ИЛИ

В результате реакции тримеризации ацетилена объёмом 26,88 л (н.у) получили 23,4 г бензола. Вычислите массовую долю выхода продукта реакции от теоретически возможного. (Запишите число с точностью до целых.)

Запишем реакцию.

3C2H2 = C6H6

Найдем массу бензола, которая получится, если весь ацетилен вступит в реакцию и превратится в бензол, то есть при 100%-ом выходе.

n(C2H2) = 26,88 (л) / 22,4 (л/моль) = 1,2 моль
n(C6H6) = 1/3 n(C2H2) = 1/3 ∙ 1,2 = 0,4 моль
m(C6H6) = 0,4 (моль) ∙ 78 (г/моль) = 31,2 г

Однако выход в нашей реакции не 100%, мы получили не 31,2 г бензола, а 23,4 г. Тогда выход составит:

ω = mреальн.6Н6) / m100%6Н6) ∙ 100% = 23,4 (г) / 31,2 (г) ∙ 100% = 75%

Ответ: 75%. 


Часть 2.

Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:

хлорид железа(II), хлорид марганца(II), оксид хрома(III), нитрат цинка, гидроксид натрия, перманганат калия.

Допустимо использование водных растворов веществ.


Задание 29.

Из предложенного перечня выберите окислитель и восстановитель, реакция между которыми в соответствующей среде протекает с образованием оксида, соли и кислоты. В качестве среды для протекания реакции можно использовать воду или вещество, приведённое в перечне. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс (запишите уравнения процессов окисления и восстановления), укажите окислитель и восстановитель.

Из предложенного списка веществ самым очевидным окислителем является перманганат калия. Если проводить окисление им в нейтральной среде, мы как раз сможем получить оксид марганца (IV), то необходимый нам по условию оксид. Теперь вопрос в том, какое вещество будет восстановителем. Это могут быть хлорид железа (II) (потому что железо можно окислить с Fe+2 до Fe+3) или хлорид марганца (потому что марганец можно окислить с Mn+2 до Mn+4). Нам следует выбрать второй вариант, потому что именно в этом случае мы получим оксид, соль и кислоту.

3MnCl2 + 2KMnO4 + 2H2O = 5MnO2 + 2KCl + 4HCl

2 | Mn+7 + 3ē → Mn+4 (окислитель) 
3 | Mn+2 – 2ē → Mn+4 (восстановитель)

Mn+7 принимает электроны и восстанавливается, значит, KMnO4 окислитель. Mn+2 отдает электроны и окисляется, значит, MnCl2 восстановитель.

Задание 30.

Из предложенного перечня выберите два вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена, протекающая с образованием амфотерного гидроксида. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения только одной возможной реакции.

У нас в списке есть три соли, металлы в которых образуют амфотерные гидроксиды. Это хлорид железа (II), хлорида марганца (II) и нитрат цинка. Однако нужно принимать во внимание, что Fe(OH)2 и Mn(OH)2, хотя и амфотерны, проявляют гораздо более выраженные основные свойства по сравнению с кислотными. Поэтому в школьном курсе мы считаем их основными. А вот Zn(OH)2 типичный амфотерный гидроксид. Чтобы получить его, нужно подействовать на нитрат цинка гидроксидом натрия.

Zn(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Zn(OH)2

В этой реакции важно избежать избытка NaOH, потому что в избытке NaOH гидроксид цинка растворяется. Теперь осталось записать полные и краткие ионные уравнения.

Zn2+ + 2NO3 + 2Na+ + 2OH = 2Na+ + 2NO3 + Zn(OH)2

Катионы натрия и нитрат-анионы сокращаются, и мы получим краткое ионное уравнение, отражающее движущую силу процесса ионного обмена, в нашем случае образование осадка.

Zn2+ + 2OH = Zn(OH)2

Задание 31.

Водный раствор гидрокарбоната натрия прокипятили до прекращения выделения газа. К полученному раствору добавили раствор сульфата хрома(III), в результате образовался осадок. Осадок отделили и обработали при нагревании концентрированным раствором, содержащим пероксид водорода и гидроксид натрия. Полученный в результате раствор жёлтого цвета смешали с раствором хлорида бария, при этом образовался осадок. Напишите молекулярные уравнения четырёх описанных реакций.

1) Первая реакция представляет собой процесс разложения гидрокарбоната аммония. При кипячении его раствора протекает реакция:

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑ 

2) Далее к раствору карбоната натрия мы добавляем раствор сульфата хрома (III). В этом случае мы ожидаем обычный ионный обмен, но нужно помнить, что образующаяся в результате такого обмена соль Cr2(CO3)3 неустойчива в водном растворе и гидролизуется с образованием гидроксида хрома (III) и углекислого газа. Именно эти продукты и нужно записать вместо карбоната хрома (III).

3Na2CO3 + Cr2(SO4)3 + 3H2O = 3Na2SO4 + 2Cr(OH)3↓ + 3CO2

3) Отделенный осадок – это Cr(OH)3. На него мы действуем концентрированным раствором пероксида водорода и гидроксида натрия. Пероксид водорода в щелочной среде является сильным окислителем, способным окислить Cr+3 до Cr+6. Соединение Cr+6 в щелочной среде – это хромат, соответственно, натрия. Он как раз дает желтую окраску. Тогда запишем реакцию:

2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 8H2O

4) Казалось, хромат натрия – это сильный окислитель. Однако хлорид бария, который мы добавляем к его раствору, не является восстановителем. Поэтому вместо ОВР мы будем наблюдать ионный обмен с образованием осадка хромата бария.

Na2CrO4 + BaCl2 = BaCrO4↓ + 2NaCl

Задание 32.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:


При написании уравнений реакций указывайте преимущественно образующиеся продукты, используйте структурные формулы органических веществ.

Если X2 получается действием на X1 натрия, то скорее всего это реакция Вюрца и тогда X1 должен быть галогенпроизводным алкана. Получается, что X1 образуется из пропана галогенированием. Мы знаем, что галогенирование пропана производится преимущественно по вторичному углероду. Для повышения вероятности этого маршрута пропан лучше бромировать, потому что хлорирование может дать существенное количество побочного 1-хлорпропана. Бром в этом плане более избирателен и дает преимущественно 2-бромпропан.

Далее X2 – это результат реакции Вюрца, следовательно, это алкан. И этот алкан X2 мы также получаем электролизом X4. Единственный способ получить алкан электролизом в курсе ЕГЭ – это электролиз Кольбе. В такую реакцию необходимо брать соль карбоновой кислоты. Соль карбоновой кислоты X4 мы получаем окислением X3 посредством NaMnO4 в щелочной среде. Можно таким образом окислять либо спирт, либо альдегид, либо непредельное соединение с двойной связью. Учитывая, что из самого правого соединения мы можем получить альдегид действием водного раствора щелочи, можно заключить, что X3 – это альдегид. Осталось записать реакции.


Потренироваться решать сложные цепочки органических превращений вы можете здесь.

Задание 33.

Вещество А содержит по массе 19,25 % углерода, 7,49 % азота, 17,11 % серы, 51,34 % кислорода и водород. Вещество А образуется при действии избытка разбавленной серной кислоты на натриевую соль Б. На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу вещества А; 
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 
3) напишите уравнение реакции получения вещества А при взаимодействии натриевой соли Б с серной кислотой (используйте структурные формулы органических веществ).

Вещество А имеет в общем виде формулу CxHyNzSmOp.

Массовая доля водорода равна 100% минус массовые доли всех остальных элементов:

ω(H) = 100% – ω(C) - ω(N) – ω(S) – ω(O) = 19,25 – 7,49 – 17,11 – 51,34 = 4,81%

Отношение индексов в А равно отношению массовых долей элементов к их атомной массе.

x : y : z : m : p = 19,25 / 12 : 4,81 / 1 : 7,49 / 14 : 17,11 / 32 : 51,34 / 16 = 1,6 : 4,81 : 0,535 : 0,53 : 3,2

Чтобы привести это отношение к целым числам, необходимо разделить все дробные числа, образующие отношение, на наименьшее из них:

x : y : z : m : p = 1,6 / 0,53 : 4,81 / 0,53 : 0,535 / 0,535 : 0,53 / 0,53 : 3,2 / 0,53 = 3 : 9 : 1 : 1 : 6

Значит, молекулярная формула нашего вещества А имеет вид C3H9NSO6.

Учитывая, что вещество А содержит серу и получено действием серной кислоты, оно, очевидно, представляет собой соль серной кислоты – сульфат или гидросульфат. Из всех классов органических веществ в курсе ЕГЭ только амины образуют соли с кислотами. Вычтем из формулы А сульфат-ион:

C3H9NSO6 – SO4 = C3H9NO2

В полученном остатке у нас сохраняются два кислорода, значит, у нас сульфатная соль не амина, а аминокислоты. Учитывая, что у нас три атома углерода, такой аминокислотой может быть только α- или β-аланин.


Вещество Б – это натриевые соли α- или β-аланина. При их реакции с серной кислотой образуются гидросульфаты, кроме того, натрий из Б также переходит в гидросульфат натрия.

Задание 34.

Смесь сульфидов цинка и железа(II) растворили в избытке соляной кислоты, получив раствор, в котором массовая доля соли цинка в 3,21 раза больше массовой доли второй соли. Выделившийся при растворении газ прореагировал в сернокислотной среде точно с 100 мл раствора перманганата калия, концентрация которого 0,16 моль/л. Рассчитайте массовую долю сульфида цинка в исходной смеси сульфидов металлов. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Сульфиды цинка и железа (II) образованы слабой сероводородной кислотой, поэтому при действии на них сильной соляной кислоты мы увидим выделение H2S и образование хлоридов.
 
FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑ 
ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S↑

Реакция окисления выделившегося H2S сернокислым раствором перманганата калия описывается уравнением:

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Определим количество перманганата калия, которое вступило в реакцию окисления H2S.

n(KMnO4) = c ∙ V = 0,16 (моль/л) ∙ 100 (мл) / 1000 (мл/л) = 0,016 моль

Тогда количество вещества сероводорода составит:

n(H2S) = 5/2 ∙ n(KMnO4) = 5/2 ∙ 0,016 (моль) = 0,04 моль 

Пусть в исходной смеси было n(FeS) = x моль и n(ZnS) = y моль. Поскольку сумма количества веществ двух сульфидов равно количеству вещества выделившегося сероводорода, мы можем записать:

x + y = 0,04

Далее для хлоридов можно записать:

n(FeCl2) = n(FeS) = x моль 
n(ZnCl2) = n(ZnS) = y моль 
m(FeCl2) = n ∙ M = 127x г 
m(ZnCl2) = n ∙ M = 136y г

По условию нам даны отношения массовых долей хлоридов. Но вместо массовых долей можно использовать абсолютные массы, потому что раствор один и тот же и абсолютные массы нет необходимости делить на одинаковую массу раствора. Запишем:

136у / 127х = 3,21

Теперь у нас есть система двух уравнений с двумя переменными:

x + y = 0,04 
136у / 127х = 3,21

Если ее решить, мы получим:

х = 0,01 = n(FeS), 
у = 0,03 = n(ZnS)

Рассчитаем массы сульфидов, зная теперь количества веществ: 
m(FeS) = n ∙ M = 0,01 (моль) ∙ 88 (г/моль) = 0,88 г 
m(ZnS) = n ∙ M = 0,03 (моль) ∙ 97 (г/моль) = 2,91 г

Массовая доля сульфида цинка представляет собой отношение массы сульфида цинка к сумме масс сульфидов цинка и железа (II).

ω(ZnS) = m(ZnS) / (m(ZnS) + m(FeS)) = 2,91 / (2,91 + 0,88) = 0,768 или 76,8%

Ответ: 76,8%.
 


Хотите хорошо подготовиться к ЕГЭ по английскому или химии или изучать английский для себя? Запишитесь на занятия к автору сайта. 

Занятия проходят онлайн, в удобном формате, в подходящее для Вас время.