In den letzten Jahren ist eine stabile Nachfrage nach dem Bestehen der Prüfung in Chemie bei den Absolventen der 9. und 11. Klasse zu verzeichnen. Grund ist die wachsende Popularität von medizinischen und ingenieurwissenschaftlichen Universitäten, an denen Chemie als Profilprüfung fungiert.
Relevanz
Um bei der Bewerbung wettbewerbsfähig zu sein, müssen die Studierenden bei der Prüfung ein hohes Maß an Wissen nachweisen.
Probleme, bei denen Schwefelpulver mit einem Überschuss an Aluminiumpulver gemischt wurde, dann Säure hinzugefügt wurde, dann Wasser, waren besonders schwierig für zukünftige Ärzte und Ingenieure. Es müssen Berechnungen angestellt, eine der Substanzen bestimmt und auch Gleichungen für laufende Reaktionen aufgestellt werden.
Wie löst man Probleme mit Aluminiumpulver, das mit anderen anorganischen Verbindungen vermischt ist? Lassen Sie uns näher auf dieses Problem eingehen.
Erstes Beispiel
Schwefelpulver wurde mit Aluminiumpulver gemischt, dann wurde die Mischung erhitzt, die erh altene Substanz darindas Ergebnis dieser Reaktion, in Wasser gelegt. Das resultierende Gas wurde in zwei Teile geteilt. Eines wurde mit Salzsäure versetzt und das zweite mit Natronlauge versetzt, bis sich der Niederschlag auflöste. Welche Transformationen fanden statt? Schreiben Sie Gleichungen für alle Reaktionen, die den in der Aufgabe beschriebenen Transformationen entsprechen.
Die Antwort auf die Frage sollte aus vier Gleichungen mit stereochemischen Koeffizienten bestehen.
Schwefelpulver gemischt mit überschüssigem Aluminiumpulver, was passiert? Stoffe reagieren nach dem Schema, wobei das Endprodukt Salz ist.
Das in Gewässern entstehende Aluminiumsulfid wird hydrolysiert. Da dieses Salz aus einer schwachen Base (Aluminiumhydroxid) und einer schwachen Schwefelwasserstoffsäure gebildet wird, findet eine vollständige Hydrolyse statt. Der Prozess erzeugt eine unlösliche Base und eine flüchtige Säure.
Bei der Wechselwirkung eines der Produkte, nämlich Aluminiumhydroxid mit Salzsäure, findet eine Ionenaustauschreaktion statt.
Da Aluminiumhydroxid amphotere (duale) chemische Eigenschaften hat, bildet es mit Natronlauge ein komplexes Salz (Natriumtetrahydroxoaluminat).
Zweites Beispiel
Betrachten wir ein weiteres Beispiel für eine Aufgabe, bei der es darum geht, die in der Bedingung erwähnten Prozesse zu schreiben. Aluminiumpulver wird mit Jod vermischt. Fügen Sie eine kleine Menge Wasser hinzu. Die dabei erh altene Verbindung wird in Wasser gelöst und mit einem Überschuss an Ammoniakwasser versetzt. Der Niederschlag wird abfiltriert, calciniert. Zum KalzinierungsrückstandNatriumcarbonat wird zugegeben, die Mischung wird geschmolzen. Schreiben Sie vier Reaktionsgleichungen mit stereochemischen Koeffizienten auf, die den beschriebenen Prozessen entsprechen.
Da Aluminiumpulver je nach Problemstellung mit Jod vermischt wird, hat die erste Gleichung für die Wechselwirkung einfacher Substanzen die Form:
2Al + 3I2=2AlI3
Diese Reaktion erfordert eine kleine Menge Wasser, die in der Bedingung erwähnt wird.
Die folgende chemische Reaktion spiegelt die Wechselwirkung des in der ersten Stufe erh altenen Aluminiumiodids mit Natriumhydroxid wider:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Da das Produkt dieses Prozesses (Aluminiumhydroxid) basentypische Eigenschaften aufweist, geht es mit einer Säure eine Ionenaustauschreaktion ein, als Reaktionsprodukte fungieren Salz und Wasser:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
Die größte Schwierigkeit für Schulkinder bei der Lösung eines Problems, bei dem Aluminiumpulver vorkommt, ist die letzte Reaktion. Wenn Aluminiumchlorid mit einer wässrigen Natriumcarbonatlösung in der Reaktionsmischung wechselwirkt, schreitet der Prozess der Hydrolyse von Salzen fort, was zur Produktion von Natriumchlorid, Kohlendioxid und Aluminiumhydroxid führt. Die Reaktion sieht so aus:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Welche Schwierigkeiten haben Schulkinder
Bei manchen Aufgaben wird davon ausgegangen, dass Phosphor im Übermaß zugemischt wurdeAluminiumpulver. Der Lösungsalgorithmus ähnelt den beiden vorherigen Beispielen. Unter den Problemen, die Absolventen bei solchen Aufgaben erleben, stellen wir ein unaufmerksames Lesen der Bedingungen fest. Lassen Sie beispielsweise das Vorhandensein von Wasser in der Reaktionsmischung aus den Augen, vergessen die Absolventen die Möglichkeit einer Hydrolyse in der Mischung und schreiben die chemische Gleichung des Prozesses falsch. Nicht jeder kann Handlungen mit Stoffen beschreiben: Verdampfen, Filtern, Kalzinieren, Rösten, Schmelzen, Sintern. Ohne die Unterschiede zwischen physikalischen und chemischen Wechselwirkungen zu kennen, ist es unmöglich, mit der erfolgreichen Bewältigung derartiger Aufgaben zu rechnen.
Drittes Beispiel
Mangan(II)nitrat entzünden. Füge konzentrierte Salzsäure zu dem resultierenden braunen Feststoff hinzu. Das dabei freigesetzte Gas wird durch Schwefelwasserstoffsäure geleitet. Wenn der resultierenden Lösung Bariumchlorid zugesetzt wird, wird eine Ausfällung beobachtet. Schreiben Sie vier chemische Gleichungen, die den beschriebenen Umwandlungen entsprechen.
Beim Kalzinieren sollen aus einem Stoff gleich mehrere Produkte entstehen. Bei der vorgeschlagenen Aufgabe werden aus dem Ausgangsnitrat Braungas und Manganoxid (IV) gewonnen:
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Nach Zugabe von konzentrierter Salzsäure zu Produkten erhält man neben gasförmigem Chlor Wasser sowie Mangan(II)-Chlorid:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
Es ist Chlor, das mit Schwefelwasserstoffsäure reagiert, Schwefel wird als Niederschlag gebildet. Die Prozessgleichung lautet wie folgt:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Da Schwefel nicht in der Lage ist, mit Bariumchlorid einen Niederschlag zu bilden, muss berücksichtigt werden, dass ein Gemisch aus Chlor und Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Wassermolekülen wie folgt wechselwirken kann:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Daher reagiert Schwefelsäure mit Bariumchlorid:
Í2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Wichtige Punkte
Nicht alle Gymnasiasten wissen, wie Aluminiumpulver in der Industrie gewonnen und dort verwendet werden. Das im Schulfach Chemie verbleibende Mindestmaß an Praxis- und Laborarbeiten wirkt sich negativ auf die praktischen Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler aus. Deshalb bereiten Aufgaben rund um den Aggregatzustand der Materie, ihre Farbe, charakteristische Merkmale den Absolventinnen und Absolventen des Einheitlichen Staatsexamens in Chemie Schwierigkeiten.
Häufig verwenden Testschreiber Aluminiumoxid, dessen Pulver mit Schwefel oder Halogen reagiert und dabei Sulfid bzw. Halogenid bildet. Gymnasiasten übersehen die Tatsache, dass das entstehende Salz in einer wässrigen Lösung hydrolysiert wird, also lösen sie den zweiten Teil der Aufgabe falsch und verlieren Punkte.
Zusammenfassen
AnUm Fragen zu mehreren Umwandlungen anorganischer Substanzen fehlerfrei zu bewältigen, ist es erforderlich, eine Vorstellung von den qualitativen Reaktionen auf Kationen und Anionen zu haben, die Bedingungen für den Ablauf der Hydrolyse zu kennen und molekulare und ionische Gleichungen aufzuschreiben. Mangels praktischer Fähigkeiten bereiten Fragen nach den äußeren Anzeichen der Wechselwirkung von Substanzen Schwierigkeiten.
