De afgelopen jaren is er een trend geweest van een stabiele vraag naar het slagen voor het examen scheikunde onder afgestudeerden van de 9e en 11e klas. De reden is de groeiende populariteit van medische en technische universiteiten, waarin scheikunde als profielexamen fungeert.
Relevantie
Om competitief te zijn bij het solliciteren, moeten studenten op het examen blijk geven van een hoog kennisniveau.
Problemen waarbij zwavelpoeder werd gemengd met een overmaat aluminiumpoeder, vervolgens zuur werd toegevoegd en vervolgens water, waren vooral moeilijk voor toekomstige artsen en ingenieurs. Het is noodzakelijk om berekeningen te maken, een van de stoffen te bepalen en ook vergelijkingen op te stellen voor lopende reacties.
Hoe problemen oplossen voor aluminiumpoeder gemengd met andere anorganische verbindingen? Laten we dieper ingaan op dit probleem.
Eerste voorbeeld
Zwavelpoeder werd gemengd met aluminiumpoeder, vervolgens werd het mengsel verwarmd, de stof werd verkregen inhet resultaat van deze reactie, geplaatst in water. Het resulterende gas werd in twee delen verdeeld. Eén werd gemengd met zoutzuur en natriumhydroxideoplossing werd aan de tweede toegevoegd totdat het neerslag oploste. Welke transformaties hebben plaatsgevonden? Schrijf vergelijkingen voor alle reacties die overeenkomen met de transformaties beschreven in de taak.
Het antwoord op de vraag zou vier vergelijkingen met stereochemische coëfficiënten moeten zijn.
Zwavelpoeder gemengd met overtollig aluminiumpoeder, wat gebeurt er? Stoffen reageren volgens het schema, waarbij het eindproduct zout is.
Het resulterende aluminiumsulfide in het aquatisch milieu ondergaat hydrolyse. Aangezien dit zout wordt gevormd door een zwakke base (aluminiumhydroxide) en een zwak hydrosulfidezuur, vindt volledige hydrolyse plaats. Het proces produceert een onoplosbare base en een vluchtig zuur.
In de interactie van een van de producten, namelijk aluminiumhydroxide met zoutzuur, treedt een ionenuitwisselingsreactie op.
Aangezien aluminiumhydroxide amfotere (dubbele) chemische eigenschappen heeft, vormt het een complex zout (natriumtetrahydroxoaluminaat) met natriumhydroxide-oplossing.
Tweede voorbeeld
Laten we een ander voorbeeld bekijken van een taak waarbij de processen die in de voorwaarde worden genoemd, worden geschreven. Aluminiumpoeder wordt gemengd met jodium. Voeg een kleine hoeveelheid water toe. De bij het proces verkregen verbinding wordt opgelost in water, er wordt een overmaat ammoniakwater aan toegevoegd. Het neerslag wordt afgefiltreerd, gecalcineerd. Naar het residu van calcinerennatriumcarbonaat wordt toegevoegd, het mengsel wordt gesmolten. Schrijf vier reactievergelijkingen op met stereochemische coëfficiënten die overeenkomen met de beschreven processen.
Aangezien aluminiumpoeder wordt gemengd met jodium volgens de toestand van het probleem, heeft de eerste vergelijking voor de interactie van eenvoudige stoffen de vorm:
2Al + 3I2=2AlI3
Deze reactie vereist een kleine hoeveelheid water, die wordt vermeld in de voorwaarde.
De volgende chemische reactie weerspiegelt de interactie van aluminiumjodide verkregen in de eerste fase met natriumhydroxide:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Aangezien het product van dit proces (aluminiumhydroxide) eigenschappen vertoont die typisch zijn voor basen, gaat het een ionenuitwisselingsreactie aan met een zuur, zout en water fungeren als reactieproducten:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
De grootste moeilijkheid voor schoolkinderen bij het oplossen van een probleem waarin aluminiumpoeder verschijnt, is de laatste reactie. Wanneer aluminiumchloride een interactie aangaat met een waterige oplossing van natriumcarbonaat in het reactiemengsel, gaat het proces van hydrolyse van zouten door, wat leidt tot de productie van natriumchloride, koolstofdioxide en aluminiumhydroxide. De reactie ziet er als volgt uit:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Welke problemen hebben schoolkinderen
Bij sommige taken wordt aangenomen dat er teveel fosfor is gemengdaluminium poeder. Het oplossingsalgoritme is vergelijkbaar met de twee voorgaande voorbeelden. Onder de problemen die afgestudeerden bij dergelijke opdrachten ervaren, merken we een onoplettende lezing van de voorwaarden op. Door bijvoorbeeld de aanwezigheid van water in het reactiemengsel uit het zicht te laten, vergeten afgestudeerden de mogelijkheid van hydrolyse in het mengsel, schrijven ze de chemische vergelijking van het proces verkeerd op. Niet iedereen kan handelingen met stoffen beschrijven: verdampen, filteren, calcineren, roosteren, smelten, sinteren. Zonder de verschillen tussen fysische en chemische interacties te kennen, is het onmogelijk om te rekenen op de succesvolle voltooiing van dit soort taken.
Derde voorbeeld
Ontsteek mangaan (II) nitraat. Voeg geconcentreerd zoutzuur toe aan de resulterende bruine vaste stof. Het daarbij vrijkomende gas wordt door hydrosulfidezuur geleid. Wanneer bariumchloride aan de resulterende oplossing wordt toegevoegd, wordt precipitatie waargenomen. Schrijf vier chemische vergelijkingen die overeenkomen met de beschreven transformaties.
Bij het calcineren moeten meerdere producten tegelijk uit één stof worden gevormd. In het voorgestelde probleem worden bruingas en mangaanoxide (IV) verkregen uit het initiële nitraat:
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Na toevoeging van geconcentreerd zoutzuur aan producten, naast gasvormig chloor, wordt water verkregen, evenals mangaan (II) chloride:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
Het is chloor dat reageert met hydrosulfidezuur, zwavel wordt gevormd als een neerslag. De procesvergelijking is als volgt:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Aangezien zwavel geen neerslag kan vormen met bariumchloride, moet er rekening mee worden gehouden dat een mengsel van chloor en waterstofsulfide in aanwezigheid van watermoleculen als volgt kan interageren:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Daarom reageert zwavelzuur met bariumchloride:
Н2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Belangrijke punten
Niet alle middelbare scholieren weten hoe aluminiumpoeders worden verkregen in de industrie, waar ze worden gebruikt. Het minimale aantal praktijk- en laboratoriumwerk dat overblijft in de schoolchemiecursus heeft een negatieve invloed op de praktische vaardigheden van schoolkinderen. Dat is de reden waarom taken die verband houden met de geaggregeerde toestand van materie, de kleur, karakteristieke kenmerken problemen veroorzaken voor afgestudeerden die het verenigde staatsexamen in de chemie afleggen.
Testschrijvers gebruiken vaak aluminiumoxide, waarvan het poeder reageert met zwavel of halogeen, waarbij respectievelijk sulfide of halogenide wordt gevormd. Middelbare scholieren missen het feit dat het resulterende zout hydrolyse ondergaat in een waterige oplossing, dus doen ze het tweede deel van de taak verkeerd en verliezen ze punten.
Samenvattend
Naarom zonder fouten om te gaan met vragen met betrekking tot verschillende transformaties van anorganische stoffen, is het noodzakelijk om een idee te hebben van de kwalitatieve reacties op kationen en anionen, om de voorwaarden voor het verloop van hydrolyse te kennen, om moleculaire en ionische vergelijkingen op te schrijven. Bij gebrek aan praktische vaardigheden veroorzaken vragen over de uiterlijke tekenen van de interactie van stoffen problemen.
