Неорганические цепочки превращений: задание 32
Четыре уравнения по текстовому описанию эксперимента с обязательным указанием условий и продуктов, соответствующих концентрации реагента.
Задание 32 — это текст-описание эксперимента, из которого нужно извлечь четыре уравнения реакций. Каждое уравнение оценивается отдельно в 1 балл, максимум 4. Балл снимают за неверный продукт, за пропущенное условие и за нерасставленные коэффициенты, даже если химическая суть верна.
Ключевые слова задают продукт: «концентрированная» и «разбавленная» кислота дают разные продукты восстановления; «прокалили» и «при нагревании» означают t°; «избыток» и «недостаток» щёлочи определяют, получится гидроксид или комплексная соль; «раствор» и «расплав» щёлочи дают тетрагидроксоалюминат или метаалюминат соответственно.
Связки, которые встречаются чаще всего
| Задача | Реагент и условие | Результат |
|---|---|---|
| Металл → соль | разбавленная HCl (металл до H) | соль + H2↑ |
| Cu, Ag → соль | конц. HNO3 или конц. H2SO4 | соль + NO2 или SO2, без H2 |
| Нитрат → оксид | прокаливание, t° | оксид + NO2 + O2 (для металлов между Mg и Cu) |
| Оксид амфотерный → комплекс | раствор NaOH | Na2[Zn(OH)4], Na[Al(OH)4] |
| Оксид амфотерный → метасоль | сплавление с NaOH, t° | NaAlO2, Na2ZnO2 + H2O |
| Соль → нерастворимое основание | раствор щёлочи в недостатке | осадок гидроксида |
| Сульфид → оксид | обжиг в O2, t° | оксид металла + SO2 |
Над стрелкой обязательно указывают: t° для разложения и сплавления, «электролиз» для электрохимических процессов, катализатор для контактного окисления SO2 и синтеза аммиака, hν для радикального хлорирования, концентрацию кислоты, если от неё зависит продукт. Знаки ↓ и ↑ ставятся у осадков и газов. Уравнение без коэффициентов считается незавершённым.
- ·С Cu, Ag, Hg даёт NO2 — бурый газ
- ·Пассивирует Fe, Al, Cr на холоду
- ·Водород не выделяется никогда
- ·Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
- ·С малоактивными металлами даёт NO
- ·С активными металлами — N2O, N2 или NH4NO3
- ·Водород не выделяется
- ·3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Условие: медь растворили в концентрированной азотной кислоте. Полученный раствор упарили и прокалили. Твёрдый остаток растворили в разбавленной серной кислоте. К полученному раствору добавили раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций. Решение. 1) Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O. 2) 2Cu(NO3)2 →t° 2CuO + 4NO2↑ + O2↑. 3) CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O. 4) CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4. У первого уравнения указана концентрация, у второго — условие t°, у четвёртого — знак осадка. Все коэффициенты расставлены.
Первая ошибка стоимостью в балл: записать Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + H2↑. Азотная кислота любой концентрации водород с металлами не даёт — восстанавливается азот, а не водород. Вторая: универсально писать разложение нитрата как «нитрит + кислород». Так разлагаются только нитраты щелочных и щёлочноземельных металлов; нитраты металлов от Mg до Cu дают оксид, NO2 и O2, а нитраты серебра и ртути — сам металл. Третья: получая амфотерный гидроксид, приливать избыток щёлочи — осадок растворится, и в тексте решения надо оговорить недостаток. Четвёртая: пропустить t° над стрелкой в реакции прокаливания.
- ✓Из текста извлечены все ключевые слова: концентрация, нагревание, избыток, раствор или расплав
- ✓Продукт восстановления кислоты соответствует её концентрации и активности металла
- ✓Разложение нитрата выбрано по положению металла в ряду активности
- ✓Указаны условия над стрелкой: t°, кат., электролиз, hν
- ✓Расставлены коэффициенты и знаки ↓ и ↑
- ✓Продукт каждого шага действительно является исходным веществом следующего