Negli ultimi anni, c'è stato un trend di domanda stabile per il superamento dell'esame di chimica tra i laureati del 9° e 11° anno. Il motivo è la crescente popolarità delle università di medicina e ingegneria, in cui la chimica funge da esame di profilo.
Rilevanza
Per essere competitivi al momento della domanda, gli studenti devono dimostrare un alto livello di conoscenza dell'esame.
I problemi in cui la polvere di zolfo veniva mescolata con un eccesso di polvere di alluminio, quindi veniva aggiunto acido, quindi l'acqua erano particolarmente difficili per futuri medici e ingegneri. È necessario eseguire calcoli, determinare una delle sostanze e anche elaborare equazioni per le reazioni in corso.
Come risolvere i problemi per la polvere di alluminio mescolata con altri composti inorganici? Soffermiamoci su questo problema in modo più dettagliato.
Primo esempio
La polvere di zolfo è stata miscelata con polvere di alluminio, quindi la miscela è stata riscaldata, la sostanza ottenuta inil risultato di questa reazione, posto in acqua. Il gas risultante è stato diviso in due parti. Uno è stato miscelato con acido cloridrico e al secondo è stata aggiunta una soluzione di idrossido di sodio fino a che il precipitato non si è sciolto. Quali trasformazioni sono avvenute? Scrivi equazioni per tutte le reazioni corrispondenti alle trasformazioni descritte nell'attività.
La risposta alla domanda dovrebbe essere quattro equazioni con coefficienti stereochimici.
Polvere di zolfo mescolata con polvere di alluminio in eccesso, cosa succede? Le sostanze reagiscono secondo lo schema, dove il prodotto finale è il sale.
Il solfuro di alluminio risultante nell'ambiente acquatico subisce idrolisi. Poiché questo sale è formato da una base debole (idrossido di alluminio) e da un acido idrosolfuro debole, si verifica un'idrolisi completa. Il processo produce una base insolubile e un acido volatile.
Nell'interazione di uno dei prodotti, ovvero l'idrossido di alluminio con l'acido cloridrico, si verifica una reazione di scambio ionico.
Dato che l'idrossido di alluminio ha proprietà chimiche anfotere (doppie), forma un sale complesso (tetraidrossialluminato di sodio) con una soluzione di idrossido di sodio.
Secondo esempio
Consideriamo un altro esempio di attività che implica la scrittura dei processi menzionati nella condizione. La polvere di alluminio viene miscelata con iodio. Aggiungere una piccola quantità di acqua. Il composto ottenuto nel processo viene sciolto in acqua, ad esso viene aggiunto un eccesso di acqua ammoniacale. Il precipitato viene filtrato, calcinato. Al residuo della calcinazionesi aggiunge carbonato di sodio, si fonde la miscela. Scrivi quattro equazioni di reazione con coefficienti stereochimici corrispondenti ai processi descritti.
Poiché la polvere di alluminio viene miscelata con lo iodio a seconda della condizione del problema, la prima equazione per l'interazione di sostanze semplici ha la forma:
2Al + 3I2=2AlI3
Questa reazione richiede una piccola quantità di acqua, che è menzionata nella condizione.
La seguente reazione chimica riflette l'interazione dello ioduro di alluminio ottenuto nel primo stadio con l'idrossido di sodio:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Poiché il prodotto di questo processo (idrossido di alluminio) presenta proprietà tipiche delle basi, entra in una reazione di scambio ionico con un acido, sale e acqua agiscono come prodotti di reazione:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
La più grande difficoltà per gli scolari nel risolvere un problema in cui compare la polvere di alluminio è l'ultima reazione. Quando il cloruro di alluminio interagisce con una soluzione acquosa di carbonato di sodio nella miscela di reazione, il processo di idrolisi dei sali procede, portando alla produzione di cloruro di sodio, anidride carbonica e idrossido di alluminio. La reazione è questa:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Quali difficoltà hanno gli scolari
In alcuni compiti, si presume che il fosforo sia stato miscelato in eccessopolvere di alluminio. L'algoritmo di soluzione è simile ai due esempi precedenti. Tra i problemi che incontrano i laureati in tali incarichi, si segnala una lettura disattenta delle condizioni. Tralasciando, ad esempio, la presenza di acqua nella miscela di reazione, i laureati dimenticano la possibilità di idrolisi nella miscela, scrivono in modo errato l'equazione chimica del processo. Non tutti possono descrivere azioni con sostanze: evaporazione, filtrazione, calcinazione, tostatura, fusione, sinterizzazione. Senza conoscere le differenze tra interazioni fisiche e chimiche, è impossibile contare sul completamento con successo di compiti di questo tipo.
Terzo esempio
Accendi il nitrato di manganese (II). Aggiungere acido cloridrico concentrato al solido marrone risultante. Il gas liberato in questo processo viene fatto passare attraverso acido idrosolfuro. Quando si aggiunge cloruro di bario alla soluzione risultante, si osserva la precipitazione. Scrivi quattro equazioni chimiche corrispondenti alle trasformazioni descritte.
Quando calcinato, da una sostanza dovrebbero essere formati diversi prodotti contemporaneamente. Nel problema proposto, dal nitrato iniziale si ottengono gas marrone e ossido di manganese (IV):
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Dopo aver aggiunto acido cloridrico concentrato ai prodotti, oltre al cloro gassoso, si ottiene acqua e cloruro di manganese (II):
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
È il cloro che reagisce con l'acido idrosolfuro, si forma zolfo come precipitato. L'equazione del processo è la seguente:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Poiché lo zolfo non è in grado di formare un precipitato con il cloruro di bario, bisogna tenere conto che una miscela di cloro e acido solfidrico in presenza di molecole d'acqua può interagire come segue:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Pertanto, l'acido solforico reagisce con il cloruro di bario:
Н2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Punti importanti
Non tutti gli studenti delle scuole superiori sanno come si ottengono le polveri di alluminio nell'industria, dove vengono utilizzate. Il numero minimo di attività pratiche e di laboratorio lasciate nel corso di chimica scolastica ha un impatto negativo sulle abilità pratiche degli scolari. Ecco perché i compiti relativi allo stato aggregato della materia, al suo colore, ai suoi tratti caratteristici creano difficoltà ai laureati che sostengono l'esame di stato unificato in chimica.
Spesso gli autori dei test utilizzano ossido di alluminio, la cui polvere reagisce con lo zolfo o l'alogeno, formando, rispettivamente, solfuro o alogenuro. Agli studenti delle scuole superiori manca il fatto che il sale risultante subisce l'idrolisi in una soluzione acquosa, quindi eseguono la seconda parte del compito in modo errato, perdendo punti.
Riassumendo
Aper affrontare senza errori questioni relative a diverse trasformazioni di sostanze inorganiche, è necessario avere un'idea delle reazioni qualitative a cationi e anioni, conoscere le condizioni per il corso dell'idrolisi, scrivere equazioni molecolari e ioniche. In assenza di abilità pratiche, le domande riguardanti i segni esterni dell'interazione di sostanze causano difficoltà.
