I de seneste år har der været en tendens til stabil efterspørgsel efter at bestå eksamen i kemi blandt kandidater i 9. og 11. klasse. Årsagen er den voksende popularitet af medicinske og ingeniøruniversiteter, hvor kemi fungerer som en profileksamen.
Relevans
For at være konkurrencedygtige, når de ansøger, skal de studerende demonstrere et højt vidensniveau ved eksamen.
Problemer, hvor svovlpulver blev blandet med et overskud af aluminiumspulver, derefter tilsat syre, og derefter vand var særligt vanskelige for fremtidige læger og ingeniører. Det er nødvendigt at lave beregninger, bestemme et af stofferne og også udarbejde ligninger for igangværende reaktioner.
Hvordan løser man problemer for aluminiumspulver blandet med andre uorganiske forbindelser? Lad os dvæle ved dette spørgsmål mere detaljeret.
Første eksempel
Svovlpulver blev blandet med aluminiumspulver, derefter blev blandingen opvarmet, stoffet opnået iresultatet af denne reaktion, anbragt i vand. Den resulterende gas blev delt i to dele. Den ene blev blandet med s altsyre, og natriumhydroxidopløsning blev tilsat til den anden, indtil bundfaldet var opløst. Hvilke transformationer fandt sted? Skriv ligninger for alle reaktioner svarende til transformationerne beskrevet i opgaven.
Svaret på spørgsmålet bør være fire ligninger med stereokemiske koefficienter.
Svovlpulver blandet med overskydende aluminiumspulver, hvad sker der? Stoffer reagerer efter skemaet, hvor slutproduktet er s alt.
Det resulterende aluminiumsulfid i vandmiljøet undergår hydrolyse. Da dette s alt er dannet af en svag base (aluminiumhydroxid) og en svag hydrosulfidsyre, sker der fuldstændig hydrolyse. Processen producerer en uopløselig base og en flygtig syre.
I samspillet mellem et af produkterne, nemlig aluminiumhydroxid og s altsyre, sker der en ionbytterreaktion.
I betragtning af at aluminiumhydroxid har amfotere (dobbelte) kemiske egenskaber, danner det et komplekst s alt (natriumtetrahydroxoaluminat) med natriumhydroxidopløsning.
Andet eksempel
Lad os overveje endnu et eksempel på en opgave, der involverer at skrive de processer, der er nævnt i betingelsen. Aluminiumspulver blandes med jod. Tilsæt en lille mængde vand. Forbindelsen opnået i processen opløses i vand, et overskud af ammoniakvand tilsættes til det. Bundfaldet frafiltreres, kalcineres. Til resten fra calcineringnatriumcarbonat tilsættes, blandingen smeltes. Skriv fire reaktionsligninger ned med stereokemiske koefficienter svarende til de beskrevne processer.
Da aluminiumpulver blandes med jod i overensstemmelse med problemets tilstand, har den første ligning for vekselvirkningen mellem simple stoffer formen:
2Al + 3I2=2AlI3
Denne reaktion kræver en lille mængde vand, som er nævnt i betingelsen.
Følgende kemiske reaktion afspejler vekselvirkningen mellem aluminiumiodid opnået i det første trin og natriumhydroxid:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Da produktet fra denne proces (aluminiumhydroxid) udviser egenskaber, der er typiske for baser, indgår det i en ionbytterreaktion med en syre, s alt og vand fungerer som reaktionsprodukter:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
Den største vanskelighed for skolebørn med at løse et problem, hvor aluminiumspulver optræder, er den sidste reaktion. Når aluminiumchlorid interagerer med en vandig opløsning af natriumcarbonat i reaktionsblandingen, fortsætter processen med hydrolyse af s alte, hvilket fører til produktion af natriumchlorid, kuldioxid og aluminiumhydroxid. Reaktionen ser sådan ud:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Hvilke vanskeligheder har skolebørn
I nogle opgaver antages det, at fosfor er blevet blandet i overskudaluminium pulver. Løsningsalgoritmen ligner de to foregående eksempler. Blandt de problemer, som dimittender oplever i sådanne opgaver, bemærker vi en uopmærksom læsning af forholdene. Ude af syne, for eksempel tilstedeværelsen af vand i reaktionsblandingen, glemmer kandidater muligheden for hydrolyse i blandingen, skriver forkert processens kemiske ligning. Ikke alle kan beskrive handlinger med stoffer: fordampning, filtrering, kalcinering, ristning, fusion, sintring. Uden at kende forskellene mellem fysiske og kemiske interaktioner er det umuligt at regne med en vellykket gennemførelse af opgaver af denne art.
Tredje eksempel
Antænd mangan (II) nitrat. Tilsæt koncentreret s altsyre til det resulterende brune faste stof. Den gas, der frigives i denne proces, ledes gennem hydrosulfidsyre. Når bariumchlorid tilsættes til den resulterende opløsning, observeres udfældning. Skriv fire kemiske ligninger svarende til de beskrevne transformationer.
Når de er brændt, skal der dannes flere produkter af et stof på én gang. I det foreslåede problem opnås brun gas og manganoxid (IV) fra det oprindelige nitrat:
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Efter tilsætning af koncentreret s altsyre til produkter opnås udover gasformigt klor vand, samt mangan(II)chlorid:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
Det er klor, der reagerer med hydrosulfidsyre, svovl dannes som bundfald. Procesligningen er som følger:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Da svovl ikke er i stand til at danne et bundfald med bariumchlorid, skal det tages i betragtning, at en blanding af klor og svovlbrinte i nærværelse af vandmolekyler kan interagere som følger:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Derfor reagerer svovlsyre med bariumchlorid:
Н2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Vigtige point
Ikke alle gymnasieelever ved, hvordan aluminiumspulvere opnås i industrien, hvor de bruges. Minimumsantallet af praktisk og laboratoriearbejde tilbage i skolekemikurset har en negativ indvirkning på skolebørns praktiske færdigheder. Det er grunden til, at opgaver relateret til stoffets aggregerede tilstand, dens farve, karakteristiske træk forårsager vanskeligheder for kandidater, der tager unified state-eksamenen i kemi.
Ofte bruger testskribenter aluminiumoxid, hvis pulver reagerer med svovl eller halogen og danner henholdsvis sulfid eller halogenid. Gymnasieelever savner det faktum, at det resulterende s alt undergår hydrolyse i en vandig opløsning, så de udfører anden del af opgaven forkert og mister point.
Opsummering
Tilfor uden fejl at klare spørgsmål vedrørende flere omdannelser af uorganiske stoffer, er det nødvendigt at have en ide om de kvalitative reaktioner på kationer og anioner, at kende betingelserne for hydrolyseforløbet, at nedskrive molekylære og ioniske ligninger. I mangel af praktiske færdigheder giver spørgsmål vedrørende de ydre tegn på stoffers interaktion vanskeligheder.
