Возможные альтернативные решения и аргументация.

Возможные альтернативные решения и аргументация.

Задание №30.

№1.

Вещества:йод, аммиак, гидросульфат лития, перманганат калия, сульфит натрия, нитрат стронция.

Условия: образуется нерастворимое вещество, газ не образуется.

Под данные условия подходят две ОВР:

3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ +H₂O = 3Na₂SO₄ + 2MnO₂↓ + 2KOH

Альтернативное решение.

3I₂ + 10KMnO₄ + 2H₂O = 6KIO₃ + 10MnO₂↓ + 4KOH

Возможно, по альтернативному решению у апелляционной комиссии будут возражения. Например, такое: в условии не сказано, что вступают в ОВР нерастворимые вещества, а у вас тут в исходных веществах фигурирует йод. На это можно вполне резонно возразить, что, во-первых, йод в заметных количествах растворим в воде (цвет жидкости в системе вода-йод грязно-желтоватый, при этом не стоит вдаваться в подробности того, в какой форме он переходит в раствор). Во- вторых, в условии также не было ограничения, что в реакции участвуют только хорошо растворимые вещества или электролиты. Поэтому условие однозначно выполнено.

№2.

Вещества. Бромид кальция, гидрофосфат аммония, перманганат калия, серная кислота, нитрат калия, медь.

Условие. Выберите вещества, ОВР между которыми приводит к выделению бурого газа. Осадок при этом не образуется.

Cu + 2KNO₃ + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2NO₂ + K₂SO₄ + 2H₂O (возможнообразованиеKHSO₄)

Альтернативноерешение:

5CaBr₂ + 2KMnO₄ +8H₂SO₄ = K₂SO₄ +5СaSO₄+ 2MnSO₄ + 5Br₂ + 8H₂O

Аргументация.

Бром в определенных условиях проведения реакции будет представлять собой бурый газ.  Необходимо с помощью управления условиями проведения реакции (температура, концентрации реагентов) добиться, чтобы образующийся бром не только растворялся в растворе, но и выделялся в виде бурого газа. Сульфат кальция в таблице растворимости указан как малорастворимый, что позволяет предположить, что можно подобрать условия, когда он не будет выпадать в осадок. При этом следует учитывать, что в таблице растворимости указана растворимость сульфата кальция в воде. В растворе, содержащем довольно много других веществ, она может оказаться совсем другой и прогнозирование растворимости сульфата кальция в таком сложном растворе при наличии только данных из условия задания и таблицы растворимости невозможно. Поэтому в условиях ЕГЭ его можно считать не выпадающим в осадок. Таким образом все условия могут быть соблюдены: бурый газ (бром) выделяется, осадок не образуется.

 

№3

Вещества. Гидрофосфат калия, сульфит кальция, перманганат калия, хлороводород, гидроксид железа (III), нитрат марганца (II).

Условие. Выберите вещества, ОВР между которыми сопровождается образованием осадка.

2KMnO₄ + 3Mn(NO₃)₂ + 2H₂O = 5MnO₂↓ + 2KNO₃ + 4HNO₃

Альтернативное решение

3CaSO₃ + 2KMnO₄ + H₂O = 2MnO₂ + 3CaSO₄ + 2KOH

Аргументом для отказа апелляционной комиссии может быть низкая растворимость сульфита кальция. 

Ваши аргументы:

1. Нерастворимых веществ не бывает.

2. Обозначение «Н» в таблице растворимости расшифровывается как растворимость менее 0,01 г на 100 г воды.

3. На самом деле растворимость сульфита кальция выше. Произведение растворимости Сульфита кальция 3.2·10^-7(Ю.Ю.Лурье, Справочник по аналитической химии, 1979). Нетрудно посчитать, что растворимость сульфита кальция составляет 0,068 г в 1000 г воды. Это, к сожалению, не совсем согласуется с таблицей растворимости, но доверие к источнику справочнику по аналитической химии однозначно выше, чем к таблице растворимости. 0,068 г в 1000 г воды – это вполне заметное количество.

4. При смешении насыщенного раствора сульфита кальция с раствором перманганата выпадает черный заметный осадок. Тоже самое произойдет, если к системе твердый сульфит кальция – насыщенный водный раствор сульфита кальция добавить водный раствор перманганата.

 5. Для прохождения ОВР не принципиально, чтобы вещества были в растворе или растворялись в воде. Наиболее яркий пример такой ОВР - взаимодействие железа (не растворяется в воде) с кислотой.

6. Последним аргументом в любом споре служит опыт. Вы можете проделать данный опыт и аргументировать так «Я видел выпадение осадка при прохождении данной реакции: в растворе появились бурые частицы оксида марганца (IV), которые оседали на дно».

№4

Вещества:азотная кислота, фторид аммония, иод, хлорид железа (II), аммиак, оксид хрома (VI).

Условие. ОВР протекает с образованием кислоты. В результате реакции восстановитель отдает десять электронов.

I₂ + 10HNO₃ = 10NO₂ + 2HIO₃ + 4H₂O

3I₂ + 10НNO₃ = 10NO + 6HIO₃ + 2H₂O

Задание №31.

№1.

Вещества. Нитрат калия, гидрофосфат аммония, серная кислота, медь, бромид кальция, перманганат калия

Условие. Реагируют две соли, выпадает осадок

CaBr₂ + (NH₄)₂HPO₄ = CaН(PO₄) + 2NH₄Br

Альтернативное решение.

3CaBr₂ + 2(NH₄)₂HPO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 4 NH₄Br + 2HBr

Аргументация.

Аргументы проверяющей комиссии, не зачитывающей данный вариант: в продуктах получается соль, которая в кислой среде образующейся сильной кислоты будет переходить в кислую соль.

Ваши аргументы. Таблица растворимости не позволяет сравнить растворимость гидрофосфата и фосфата кальция. В случае, если растворимость ортофосфата будет значительно ниже растворимости гидрофосфата, в осадке будет превалировать именно фосфат. Несмотря на наличие небольшого количества образующейся в реакции сильной кислоты. Причем в начальный момент протекания реакции сильной кислоты в растворах нет, а учет гидролиза крайне затруднен отсутствием данных. И образующийся на начальном этапеортофосфат может не прейти в в кислую соль.

В реальности ситуация значительно сложнее. Одну из ведущих ролей в данной системе играет кинетический фактор. Но это очень сильно выходит за рамки школьной программы. 

 

№2.

Все наборы веществ, содержащие гидрофосфат какого-то катиона и сильную кислоту.

Условия в разных вариантах были разные от «реагируют две соли и выпадает осадок» до «отсутствуют видимые признаки реакции».

Все ваши альтернативные варианты необходимо согласовать с таблицей растворимости.

Важно проследить, чтобы были зачтены (в случае согласования с требованием задания) как варианты образования дигидрофосфатов, так и ортофосфорной кислоты.

Два сокращенных УХР выглядят так:

HPO₄^2- + H⁺ = H₂PO₄^-

HPO₄^2- + 2H⁺ = H₃PO₄

Задание №32.

Нитрат железа (II) прокалили, полученное твёрдое вещество прореагировало с иодоводородной кислотой. Полученную соль железа выделили и смешали с азотной кислотой, образовалось простое вещество фиолетового цвета и бурый газ. Полученную соль смешали с карбонатом натрия.

На место первого УХР претендует следующее общепринятое в литературе уравнение:

4Fe(NO₃)₂ = 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

Соответственно следующее УХР будет с Fe₂O₃.

Альтернативное решение

Но в некоторых группах в социальных сетях несколько раз задавался вопрос. Должно ли быть зачтено следующее УХР:

3Fe(NO₃)₂ = Fe₃O₄ + 6NO₂ + O₂

Соответственно, следующее УХР тоже будет другим. Не признание данного УХР в качестве верного, повлечет за собой потерю 2 первичных баллов.

Задание №33.

Задание №34

 

Задачи были интересными. С нашей точки зрения, такой уровень задач вполне подходит для ЕГЭ.И они выступили бы в качестве инструмента рейтингования сильных участников ЕГЭ, если бы не критерии. Из четырех критериев оценивания решений однозначно трактуемым является только один, связанный с верным написанием УХР.

Все остальные «критерии» не являются критериями, по нашему мнению, т.к. их невозможно однозначно трактовать. Причем три «критерия» частично повторяют друг друга и по сути означают одно – задача решена и получен верный ответ. Таким образом три первичных балла, по сути, отданы в распоряжение проверяющей комиссии. При отсутствии однозначных критериев невозможно рассматривать зачтение тех или иных элементов решения. 

 

Задание №35

№1

Условие. При сгорании органического вещества А массой 13,95 г получили 5,6 л (н.у.) углекислого газа и 6,72 л (н.у.) хлорводорода. При гидролизе вещества А в присутствии гидроксида натрия образуется органическая соль Б, не содержащая атомов хлора. Молекула вещества А содержит четвертичный (в некоторых вариантах третичный) атом углерода.

• 1) Установите молекулярную формулу вещества А;

• 2) Составьте структурную формулу вещества А;

• 3) Напишите уравнение реакции гидролиза вещества А в присутствии гидроксида натрия.

Расчет по продуктам сгорания дает состав С₅Н₆Сl₆. 

Под это описание (особенно в рамках школьной программы) подходит большинство веществ. В идеале, если в структурной формуле вашего вещества хотя бы 3 атома хлора находятся у одного атома углерода. Тогда этот вариант однозначно должны зачесть при первичной проверке или на апелляции. В этом случае получается при гидролизе получается карбоксильная группа и соль образуется по ней.

Сложнее дело обстоит, если в вашей структурной формуле нет трех атомов хлора при одном углеродном атоме. В этом случае к соблюдению условия наличия соли приведет наличие атомов углерода, связанных с одним атомом хлора. Таких атомов углерода может быть 2 или 4. При гидролизе такого вещества образуется многоатомный спирт, который сам уже реагирует со щелочами, давая соль. Цитата из Учебного пособия «Начала Химии» Современный курс для поступающих в ВУЗы Н.Е Кузьменко, В.В. Еремин, В.А. Попков., Москва, издательство «Экзамен», 2001, стр. 177:«Взаимное влияние гидроксильных групп проявляется в том, что многоатомные спирты- более сильные кислоты, чем одноатомные спирты. Поэтому многоатомные спирты, в отличие от одноатомных, реагируют со щелочами, образуя соли». Причем водород в гидроксильных группах, в соседстве с карбонильными (их будет тоже или одна, или две), становится еще «кислее». Это однозначно дает возможность солеобразования.

Не удовлетворяют условию структурные формулы,

· В которых три атома углерода содержат по два атома хлора. В результате получается три карбонильные группы и надеяться на солеобразование не имеет смысла. 

· Не соблюдено условие наличия четвертичного/третичного атома углерода.

В реальности ситуация с различными веществами, получающимися при щелочном гидролизе веществ С₅Н₆Сl₆ различного строения еще сложнее. Некоторые продукты гидролиза способны к перегруппировкам и образованию полимеров. Но эти подробности рассматриваются уже в курсе органической химии ВУЗа. И они не влияют на возможность зачтения вариантов решений в соответствии со школьной программой.

Варианты ответов, которые однозначно подлежать зачету:

1. Приведена структурная формула вещества С₅Н₆Сl₆ кроме тех, которые указаны выше, но не записано УХР с образованием соли – 1 первичный балл.

2. Приведена структурная формула вещества С₅Н₆Сl₆ кроме тех, которые указаны выше, но записано УХР в котором нет соли – 1 первичный балл.

3.Приведена структурная формула вещества С₅Н₆Сl₆ кроме тех, которые указаны выше, и записано УХР с образованием соли. В случае наличия карбоксильной группы (или двух карбоксильных групп) соль по ней, в случае отсутствия карбоксильной группы, но наличия двух или четырех гидроксильных групп – соль хотя бы по одной группе (или по всем). 2 первичных балла.

Возможные альтернативные решения и аргументация.

Задание №30.

№1.

Вещества:йод, аммиак, гидросульфат лития, перманганат калия, сульфит натрия, нитрат стронция.

Условия: образуется нерастворимое вещество, газ не образуется.

Под данные условия подходят две ОВР:

3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ +H₂O = 3Na₂SO₄ + 2MnO₂↓ + 2KOH

Альтернативное решение.

3I₂ + 10KMnO₄ + 2H₂O = 6KIO₃ + 10MnO₂↓ + 4KOH

Возможно, по альтернативному решению у апелляционной комиссии будут возражения. Например, такое: в условии не сказано, что вступают в ОВР нерастворимые вещества, а у вас тут в исходных веществах фигурирует йод. На это можно вполне резонно возразить, что, во-первых, йод в заметных количествах растворим в воде (цвет жидкости в системе вода-йод грязно-желтоватый, при этом не стоит вдаваться в подробности того, в какой форме он переходит в раствор). Во- вторых, в условии также не было ограничения, что в реакции участвуют только хорошо растворимые вещества или электролиты. Поэтому условие однозначно выполнено.

№2.

Вещества. Бромид кальция, гидрофосфат аммония, перманганат калия, серная кислота, нитрат калия, медь.

Условие. Выберите вещества, ОВР между которыми приводит к выделению бурого газа. Осадок при этом не образуется.

Cu + 2KNO₃ + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2NO₂ + K₂SO₄ + 2H₂O (возможнообразованиеKHSO₄)

Альтернативноерешение:

5CaBr₂ + 2KMnO₄ +8H₂SO₄ = K₂SO₄ +5СaSO₄+ 2MnSO₄ + 5Br₂ + 8H₂O

Аргументация.

Бром в определенных условиях проведения реакции будет представлять собой бурый газ.  Необходимо с помощью управления условиями проведения реакции (температура, концентрации реагентов) добиться, чтобы образующийся бром не только растворялся в растворе, но и выделялся в виде бурого газа. Сульфат кальция в таблице растворимости указан как малорастворимый, что позволяет предположить, что можно подобрать условия, когда он не будет выпадать в осадок. При этом следует учитывать, что в таблице растворимости указана растворимость сульфата кальция в воде. В растворе, содержащем довольно много других веществ, она может оказаться совсем другой и прогнозирование растворимости сульфата кальция в таком сложном растворе при наличии только данных из условия задания и таблицы растворимости невозможно. Поэтому в условиях ЕГЭ его можно считать не выпадающим в осадок. Таким образом все условия могут быть соблюдены: бурый газ (бром) выделяется, осадок не образуется.

 

№3

Вещества. Гидрофосфат калия, сульфит кальция, перманганат калия, хлороводород, гидроксид железа (III), нитрат марганца (II).

Условие. Выберите вещества, ОВР между которыми сопровождается образованием осадка.

2KMnO₄ + 3Mn(NO₃)₂ + 2H₂O = 5MnO₂↓ + 2KNO₃ + 4HNO₃

Альтернативное решение

3CaSO₃ + 2KMnO₄ + H₂O = 2MnO₂ + 3CaSO₄ + 2KOH

Аргументом для отказа апелляционной комиссии может быть низкая растворимость сульфита кальция. 

Ваши аргументы:

1. Нерастворимых веществ не бывает.

2. Обозначение «Н» в таблице растворимости расшифровывается как растворимость менее 0,01 г на 100 г воды.

3. На самом деле растворимость сульфита кальция выше. Произведение растворимости Сульфита кальция 3.2·10^-7(Ю.Ю.Лурье, Справочник по аналитической химии, 1979). Нетрудно посчитать, что растворимость сульфита кальция составляет 0,068 г в 1000 г воды. Это, к сожалению, не совсем согласуется с таблицей растворимости, но доверие к источнику справочнику по аналитической химии однозначно выше, чем к таблице растворимости. 0,068 г в 1000 г воды – это вполне заметное количество.

4. При смешении насыщенного раствора сульфита кальция с раствором перманганата выпадает черный заметный осадок. Тоже самое произойдет, если к системе твердый сульфит кальция – насыщенный водный раствор сульфита кальция добавить водный раствор перманганата.

 5. Для прохождения ОВР не принципиально, чтобы вещества были в растворе или растворялись в воде. Наиболее яркий пример такой ОВР - взаимодействие железа (не растворяется в воде) с кислотой.

6. Последним аргументом в любом споре служит опыт. Вы можете проделать данный опыт и аргументировать так «Я видел выпадение осадка при прохождении данной реакции: в растворе появились бурые частицы оксида марганца (IV), которые оседали на дно».

№4

Вещества:азотная кислота, фторид аммония, иод, хлорид железа (II), аммиак, оксид хрома (VI).

Условие. ОВР протекает с образованием кислоты. В результате реакции восстановитель отдает десять электронов.

I₂ + 10HNO₃ = 10NO₂ + 2HIO₃ + 4H₂O

3I₂ + 10НNO₃ = 10NO + 6HIO₃ + 2H₂O