Ces dernières années, il y a eu une tendance à la demande stable de réussite à l'examen de chimie parmi les diplômés des 9e et 11e années. La raison en est la popularité croissante des universités de médecine et d'ingénierie, dans lesquelles la chimie fait office d'examen de profil.
Pertinence
Afin d'être compétitifs lors de la candidature, les étudiants doivent démontrer un haut niveau de connaissances lors de l'examen.
Les problèmes dans lesquels la poudre de soufre était mélangée à un excès de poudre d'aluminium, puis de l'acide était ajouté, puis de l'eau étaient particulièrement difficiles pour les futurs médecins et ingénieurs. Il est nécessaire de faire des calculs, de déterminer l'une des substances et également d'établir des équations pour les réactions en cours.
Comment résoudre les problèmes de poudre d'aluminium mélangée à d'autres composés inorganiques ? Arrêtons-nous sur cette question plus en détail.
Premier exemple
La poudre de soufre a été mélangée avec de la poudre d'aluminium, puis le mélange a été chauffé, la substance obtenue dansle résultat de cette réaction, placé dans l'eau. Le gaz résultant a été divisé en deux parties. L'un a été mélangé avec de l'acide chlorhydrique et une solution d'hydroxyde de sodium a été ajoutée au second jusqu'à ce que le précipité soit dissous. Quelles transformations ont eu lieu ? Écrivez les équations de toutes les réactions correspondant aux transformations décrites dans la tâche.
La réponse à la question devrait être quatre équations avec des coefficients stéréochimiques.
Poudre de soufre mélangée à un excès de poudre d'aluminium, que se passe-t-il ? Les substances réagissent selon le schéma, où le produit final est le sel.
Le sulfure d'aluminium résultant dans le milieu aquatique subit une hydrolyse. Étant donné que ce sel est formé d'une base faible (hydroxyde d'aluminium) et d'un acide sulfhydrique faible, une hydrolyse complète se produit. Le processus produit une base insoluble et un acide volatil.
Lors de l'interaction de l'un des produits, à savoir l'hydroxyde d'aluminium avec l'acide chlorhydrique, une réaction d'échange d'ions se produit.
Étant donné que l'hydroxyde d'aluminium a des propriétés chimiques amphotères (doubles), il forme un sel complexe (tétrahydroxoaluminate de sodium) avec une solution d'hydroxyde de sodium.
Deuxième exemple
Prenons un autre exemple de tâche qui implique l'écriture des processus mentionnés dans la condition. La poudre d'aluminium est mélangée à de l'iode. Ajouter une petite quantité d'eau. Le composé obtenu dans le procédé est dissous dans de l'eau, un excès d'eau ammoniacale y est ajouté. Le précipité est filtré, calciné. Au résidu de calcinationdu carbonate de sodium est ajouté, le mélange est fondu. Écrivez quatre équations de réaction avec des coefficients stéréochimiques correspondant aux processus décrits.
Étant donné que la poudre d'aluminium est mélangée à de l'iode en fonction de l'état du problème, la première équation pour l'interaction de substances simples a la forme:
2Al + 3I2=2AlI3
Cette réaction nécessite une petite quantité d'eau, ce qui est mentionné dans la condition.
La réaction chimique suivante reflète l'interaction de l'iodure d'aluminium obtenu dans la première étape avec l'hydroxyde de sodium:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Étant donné que le produit de ce procédé (hydroxyde d'aluminium) présente des propriétés typiques des bases, il entre dans une réaction d'échange d'ions avec un acide, le sel et l'eau agissent comme des produits de réaction:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
La plus grande difficulté pour les écoliers à résoudre un problème dans lequel la poudre d'aluminium apparaît est la dernière réaction. Lorsque le chlorure d'aluminium interagit avec une solution aqueuse de carbonate de sodium dans le mélange réactionnel, le processus d'hydrolyse des sels se poursuit, conduisant à la production de chlorure de sodium, de dioxyde de carbone et d'hydroxyde d'aluminium. La réaction ressemble à ceci:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Quelles sont les difficultés rencontrées par les écoliers
Dans certaines tâches, on suppose que le phosphore a été mélangé en excèspoudre d'aluminium. L'algorithme de résolution est similaire aux deux exemples précédents. Parmi les problèmes rencontrés par les diplômés dans de telles affectations, on note une lecture inattentive des conditions. Laissant hors de vue, par exemple, la présence d'eau dans le mélange réactionnel, les diplômés oublient la possibilité d'hydrolyse dans le mélange, écrivent de manière incorrecte l'équation chimique du processus. Tout le monde ne peut pas décrire des actions avec des substances: évaporation, filtrage, calcination, torréfaction, fusion, frittage. Sans connaître les différences entre les interactions physiques et chimiques, il est impossible de compter sur la réussite de tâches de ce type.
Troisième exemple
Enflammer le nitrate de manganèse (II). Ajouter de l'acide chlorhydrique concentré au solide brun résultant. Le gaz libéré dans ce processus est passé à travers de l'acide sulfhydrique. Lorsque du chlorure de baryum est ajouté à la solution résultante, une précipitation est observée. Écrivez quatre équations chimiques correspondant aux transformations décrites.
Lorsqu'ils sont calcinés, plusieurs produits doivent être formés à partir d'une substance à la fois. Dans le problème proposé, le gaz brun et l'oxyde de manganèse (IV) sont obtenus à partir du nitrate initial:
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Après avoir ajouté de l'acide chlorhydrique concentré aux produits, en plus du chlore gazeux, de l'eau est obtenue, ainsi que du chlorure de manganèse (II):
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
C'est le chlore qui réagit avec l'acide sulfhydrique, le soufre se forme sous forme de précipité. L'équation du processus est la suivante:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Le soufre n'étant pas capable de former un précipité avec le chlorure de baryum, il faut tenir compte du fait qu'un mélange de chlore et d'hydrogène sulfuré en présence de molécules d'eau peut interagir comme suit:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Par conséquent, l'acide sulfurique réagit avec le chlorure de baryum:
Ý2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Points importants
Tous les lycéens ne savent pas comment les poudres d'aluminium sont obtenues dans l'industrie, où elles sont utilisées. Le nombre minimum de travaux pratiques et de laboratoire restant dans le cours de chimie scolaire a un impact négatif sur les compétences pratiques des écoliers. C'est pourquoi les tâches liées à l'état agrégé de la matière, sa couleur, ses caractéristiques causent des difficultés aux diplômés qui passent l'examen d'État unifié en chimie.
Souvent, les rédacteurs de tests utilisent de l'oxyde d'aluminium, dont la poudre réagit avec le soufre ou l'halogène, formant respectivement du sulfure ou de l'halogénure. Les élèves du secondaire manquent le fait que le sel résultant subit une hydrolyse dans une solution aqueuse, ils font donc la deuxième partie de la tâche de manière incorrecte, perdant des points.
Résumer
Àpour faire face sans erreur aux questions relatives à plusieurs transformations de substances inorganiques, il est nécessaire d'avoir une idée des réactions qualitatives aux cations et aux anions, de connaître les conditions du déroulement de l'hydrolyse, d'écrire des équations moléculaires et ioniques. En l'absence de compétences pratiques, les questions concernant les signes extérieurs de l'interaction des substances posent problème.
