في السنوات الأخيرة ، كان هناك اتجاه للطلب المستقر لاجتياز امتحان الكيمياء بين خريجي الصفين التاسع والحادي عشر. والسبب هو الشعبية المتزايدة للجامعات الطبية والهندسية ، حيث تعمل الكيمياء كامتحان للملف الشخصي.
الصلة
لكي تكون قادرًا على المنافسة عند التقديم ، يجب على الطلاب إظهار مستوى عالٍ من المعرفة في الامتحان.
المشكلات التي يتم فيها خلط مسحوق الكبريت بكمية زائدة من مسحوق الألمنيوم ، ثم إضافة الحمض ، ثم كان الماء صعبًا بشكل خاص على الأطباء والمهندسين المستقبليين. من الضروري إجراء الحسابات وتحديد إحدى المواد وأيضًا وضع معادلات للتفاعلات المستمرة.
كيف تحل مشاكل مسحوق الألمنيوم الممزوج بمركبات غير عضوية أخرى؟ دعونا نتناول هذه المسألة بمزيد من التفصيل.
المثال الأول
يخلط مسحوق الكبريت مع مسحوق الألمنيوم ، ثم يسخن الخليط ، ويتم الحصول على المادة فيهنتيجة هذا التفاعل ، يوضع في الماء. تم تقسيم الغاز الناتج إلى قسمين. يخلط أحدهما مع حمض الهيدروكلوريك ، ويضاف محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى الثاني حتى يذوب الراسب. ما التحولات التي حدثت؟ اكتب معادلات لجميع التفاعلات المقابلة للتحولات الموضحة في المهمة.
يجب أن تكون إجابة السؤال أربع معادلات ذات معاملات كيميائية فراغي.
مسحوق كبريت ممزوج بمسحوق ألومنيوم فائض ماذا يحدث؟ تتفاعل المواد وفقًا للمخطط ، حيث يكون المنتج النهائي هو الملح.
يخضع كبريتيد الألومنيوم الناتج في البيئة المائية للتحلل المائي. نظرًا لأن هذا الملح يتكون من قاعدة ضعيفة (هيدروكسيد الألومنيوم) وحمض كبريتيد ضعيف ، يحدث التحلل المائي الكامل. تنتج العملية قاعدة غير قابلة للذوبان وحمض متطاير.
في تفاعل أحد المنتجات ، وهو هيدروكسيد الألومنيوم مع حمض الهيدروكلوريك ، يحدث تفاعل التبادل الأيوني.
بالنظر إلى أن هيدروكسيد الألومنيوم له خصائص كيميائية مذبذبة (مزدوجة) ، فإنه يشكل ملحًا معقدًا (رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم) بمحلول هيدروكسيد الصوديوم.
المثال الثاني
لنفكر في مثال آخر لمهمة تتضمن كتابة العمليات المذكورة في الشرط. يخلط مسحوق الألمنيوم مع اليود. أضف كمية قليلة من الماء. يذوب المركب الناتج في العملية في الماء ، ويضاف إليه فائض من ماء الأمونيا. يتم ترشيح الراسب ، المكلس. لبقايا من التكليسيضاف كربونات الصوديوم ، يندمج الخليط. اكتب أربعة معادلات تفاعل مع معاملات كيميائية مجسمة مطابقة للعمليات الموصوفة.
بما أن مسحوق الألمنيوم يخلط مع اليود حسب حالة المشكلة ، فإن المعادلة الأولى لتفاعل المواد البسيطة لها الشكل:
2Al + 3I2=2AlI3
هذا التفاعل يتطلب كمية قليلة من الماء وهو مذكور في الحالة
يعكس التفاعل الكيميائي التالي تفاعل يوديد الألومنيوم الذي تم الحصول عليه في المرحلة الأولى مع هيدروكسيد الصوديوم:
علي3+ 3NaOH=Al (OH)3+ 3NaI
نظرًا لأن منتج هذه العملية (هيدروكسيد الألومنيوم) يعرض خصائص نموذجية للقواعد ، فإنه يدخل في تفاعل التبادل الأيوني مع حمض ، ملح وماء بمثابة منتجات تفاعل:
Al (OH)3+ 3HCl=AlCl3+ 3H2O
أكبر صعوبة يواجهها تلاميذ المدارس في حل مشكلة ظهور مسحوق الألمنيوم هو رد الفعل الأخير. عندما يتفاعل كلوريد الألومنيوم مع محلول مائي من كربونات الصوديوم في خليط التفاعل ، تستمر عملية التحلل المائي للأملاح ، مما يؤدي إلى إنتاج كلوريد الصوديوم وثاني أكسيد الكربون وهيدروكسيد الألومنيوم. رد الفعل يبدو كالتالي:
2AlCl3+ 3Na2CO3+ 3H2O=2Al (OH)3+ 3CO2+ 6NaCL
ما الصعوبات التي يواجهها أطفال المدارس
في بعض المهام ، يُفترض أن الفوسفور كان مختلطًا بشكل زائدمسحوق الألمنيوم. تشبه خوارزمية الحل المثالين السابقين. من بين المشاكل التي يواجهها الخريجون في مثل هذه المهام ، نلاحظ عدم الانتباه للقراءة للشروط. ترك بعيدًا عن الأنظار ، على سبيل المثال ، وجود الماء في خليط التفاعل ، ينسى الخريجون إمكانية التحلل المائي في الخليط ، ويكتبون بشكل غير صحيح المعادلة الكيميائية للعملية. لا يمكن لأي شخص وصف الإجراءات باستخدام المواد: التبخر ، والتصفية ، والتكلس ، والتحميص ، والانصهار ، والتلبيد. بدون معرفة الفروق بين التفاعلات الفيزيائية والكيميائية ، من المستحيل الاعتماد على الإنجاز الناجح لمهام من هذا النوع.
المثال الثالث
أشعل نترات المنجنيز (II). أضف حمض الهيدروكلوريك المركز إلى المادة الصلبة البنية الناتجة. يتم تمرير الغاز المتحرّر في هذه العملية من خلال حمض كبريتيد الهيدروجين. عند إضافة كلوريد الباريوم إلى المحلول الناتج ، لوحظ هطول الأمطار. اكتب أربع معادلات كيميائية مقابلة للتحولات الموصوفة.
عند المكلس ، يجب تكوين العديد من المنتجات من مادة واحدة في وقت واحد. في المشكلة المقترحة ، يتم الحصول على الغاز البني وأكسيد المنغنيز (IV) من النترات الأولية:
Mn (NO3)2→ MnO2+ 2NO2
بعد إضافة حمض الهيدروكلوريك المركز إلى المنتجات ، بالإضافة إلى الكلور الغازي ، يتم الحصول على الماء ، وكذلك كلوريد المنغنيز (II):
MnO2+ 4 HCl → MnCl2+ 2H2O + Cl2
هو الكلور الذي يتفاعل مع حامض كبريتيد الهيدروجين ، ويتكون الكبريت على شكل راسب. معادلة العملية كالتالي:
Cl2+ H2S → 2HCl + S
بما أن الكبريت غير قادر على تكوين راسب مع كلوريد الباريوم ، يجب مراعاة أن خليط الكلور وكبريتيد الهيدروجين في وجود جزيئات الماء يمكن أن يتفاعل على النحو التالي:
4Cl2+ H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4
لذلك يتفاعل حمض الكبريتيك مع كلوريد الباريوم:
Н2SO4+ BaCl2→ BaSO4+ 2HCl
نقاط مهمة
لا يعرف جميع طلاب المدارس الثانوية كيف يتم الحصول على مساحيق الألومنيوم في الصناعة ، حيث يتم استخدامها. الحد الأدنى من الأعمال العملية والمخبرية المتبقية في مقرر الكيمياء المدرسية له تأثير سلبي على المهارات العملية لأطفال المدارس. هذا هو السبب في أن المهام المتعلقة بالحالة الكلية للمادة ولونها وسماتها المميزة تسبب صعوبات للخريجين الذين يخضعون لامتحان الحالة الموحدة في الكيمياء.
في كثير من الأحيان ، يستخدم كتاب الاختبار أكسيد الألومنيوم ، الذي يتفاعل مسحوقه مع الكبريت أو الهالوجين ، مكونًا ، على التوالي ، كبريتيد أو هاليد. يفتقد طلاب المدارس الثانوية حقيقة أن الملح الناتج يخضع للتحلل المائي في محلول مائي ، لذلك يقومون بالجزء الثاني من المهمة بشكل غير صحيح ، ويفقدون النقاط.
تلخيص
لللتعامل دون أخطاء مع الأسئلة المتعلقة بالعديد من التحولات للمواد غير العضوية ، من الضروري الحصول على فكرة عن التفاعلات النوعية للكاتيونات والأنيونات ، لمعرفة شروط مسار التحلل المائي ، لتدوين المعادلات الجزيئية والأيونية. في غياب المهارات العملية ، الأسئلة المتعلقة بالعلامات الخارجية لتفاعل المواد تسبب صعوبة.
