C2-uppgiften i det ryska kemiprovet: Fallgropar och viktiga begrepp för att tolka experimentella beskrivningar

Uppgift C2 på Kemi-Examen. Funktioner och fallgropar
Författare av artikeln — professionell lärare O. V. Ovčinnikova.

Villkoret för uppgift C2 på Kemi-Examen är en text som beskriver en sekvens av experimentella åtgärder. Denna text måste omvandlas till kemiska reaktionsformler.
Svårigheten med en sådan uppgift ligger i att gymnasieelever har en svag förståelse för experimentell, icke-"pappersbaserad" kemi. Inte alla förstår de termer och processer som används. Låt oss försöka förstå detta.

Ofta uppfattas begrepp som verkar helt självklara för en kemist felaktigt av kandidater. Här är en kort ordbok för sådana begrepp.

Ordbok för oklara termer:
Vägningsmängd — detta är bara en viss mängd ämne med bestämd massa (den vägdes på en våg). Den har inget att göra med ett tak över verandan.
Upphetta — att värma ett ämne till hög temperatur och fortsätta värma tills de kemiska reaktionerna är avslutade. Det är inte "blanda med kalium" eller "genomtränga med en spik".
"Explosion av gasblandning" — betyder att ämnena reagerade med en explosion. Vanligtvis används en elektrisk gnista för detta. Kolben eller behållaren exploderar inte!
Filtrera — att separera fällningen från lösningen.
Profiltrera — att passera lösningen genom ett filter för att separera fällningen.
Filtrat — det filtrerade lösningen.
Upplösning av ämne — det är övergången av ett ämne till lösning. Detta kan hända utan kemiska reaktioner (t.ex. när koksalt NaCl löses i vatten, blir lösningen en lösning av koksalt NaCl, inte en separat syra och bas), eller ämnet reagerar med vatten och bildar en lösning av ett annat ämne (vid upplösning av bariumsoxid bildas en lösning av bariumhydroxid). Man kan lösa ämnen inte bara i vatten, utan också i syror, baser etc.
Avdunstning — att avlägsna vatten och flyktiga ämnen från lösningen utan att sönderdela de fasta ämnena som finns i lösningen.
Kokning — det är helt enkelt minskningen av vattenmassan i lösningen genom kokning.
Smältning — det är gemensam uppvärmning av två eller fler fasta ämnen till den temperatur då de börjar smälta och interagera. Det har inget att göra med att simma i en flod.

För att lösa sådana uppgifter måste man ha en tydlig förståelse för egenskaperna hos de flesta metaller, icke-metaller och deras föreningar: oxider, hydroxider, salter. Det är också nödvändigt att repetera egenskaperna hos salpetersyra och svavelsyra, kaliumpermanganat och kaliumdikromat, redoxegenskaperna hos olika föreningar, elektrolys av lösningar och smältor av olika ämnen, nedbrytning av föreningar från olika klasser, amfotera egenskaper, hydrolys av salter och andra föreningar, samt ömsesidig hydrolys av två salter.
Dessutom är det viktigt att ha en uppfattning om färgen och aggregatstadiet för de flesta studerade ämnen — metaller, icke-metaller, oxider och salter.

Det är just därför vi går igenom denna typ av uppgifter i slutet av studierna av allmän och oorganisk kemi. Låt oss titta på några exempel på sådana uppgifter.

Exempel 1: Reaktionen mellan litium och kväve behandlades med vatten. Den erhållna gasen passerades genom en lösning av svavelsyra tills de kemiska reaktionerna var avslutade. Den erhållna lösningen behandlades med bariumsalt. Lösningen filtrerades och filtratet blandades med natriumnitritlösning och upphettades.
Lösning:
Litium reagerar med kväve vid rumstemperatur och bildar fast litium-nitrid:

Vid reaktionen mellan nitrider och vatten bildas ammoniak:

Ammoniak reagerar med syror och bildar mellan- och sura salter. Frasen "tills reaktionen slutar" innebär att ett mellan-salt bildas, eftersom det först bildade sura saltet reagerar med ammoniak och resultatet blir en lösning av ammoniumsulfat:

Bytet mellan ammoniumsulfat och bariumsalt leder till bildandet av bariumsulfat som fällning:

Efter att fällningen avlägsnats innehåller filtratet ammoniumklorid, som vid reaktion med natriumnitrit frigör kväve, och denna reaktion sker redan vid 85 grader:

Vid tillsats av natriumkarbonat till aluminium-nitratlösning sker en ömsesidig hydrolys (aluminiums karbonat existerar inte i vattenlösning, därför reagerar aluminiumjonen och karbonatanjonen med vatten). En fällning av aluminiumhydroxid bildas och koldioxid frigörs:

Fällningen — aluminiumhydroxid, vid upphettning sönderdelas den till oxid och vatten:

I lösningen finns natriumnitrat kvar. Vid smältning med ammoniumsalter sker en redoxreaktion, och kväveoxid (I) frigörs (samma process sker vid upphettning av ammoniumnitrat):

Kväveoxid (I) är en aktiv oxidant som reagerar med reduktorer och bildar kväve: