Типы задач, встречающиеся в 34 задании:
- Вычисление массовой доли реагентов в исходном растворе или смеси веществ
- Вычисление массовой доли продуктов в полученном после цепочки реакций растворе (реакции могут быть разные: как обменные, так и окислительно-восстановительные)
- Задача, в которой требуется составить материальный баланс (чаще всего там встречаются реакции на электролиз и вытеснение металлов из растворов солей (так называемые задачи «на пластинку»))
- Задача на растворимость (появилась в КИМах ЕГЭ в 2019 году)
По факту, для решения этих задач достаточно уметь пользоваться лишь четырьмя формулами: нахождение количества вещества, плотности, массовой доли и выхода реакции.
Самое сложное — это понять логику задачи, построить верный ход решения и только потом применить нужные формулы.
За полностью верное решение задачи можно получить 4 первичных балла. Правильный и полный ответ должен содержать следующие элементы, каждый из которых оценивается в 1 первичный балл:
- правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
- правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
- продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты;
- в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина.
Поэтому на экзамене, даже если не удается решить задачу полностью, стоит попытаться хотя бы составить уравнения реакций и найти количества вещества реагентов. Уже это может принести несколько баллов в общую копилку.
Отношения молей реагирующих веществ и продуктов следует включать в ход решения задачи, даже если они кажутся очевидными и понятными просто по уравнению реакции. За это эксперт может также добавить дополнительный балл, даже если задача не решена полностью.
В качестве примеров рассмотрим задачи из пробных вариантов ЕГЭ:
Имеется смесь нитрата алюминия и кристаллогидрата нитрата хрома (III) Cr(NO3)3•9H2O. Образец этой смеси массой 22,35 г растворили в воде и добавили гидроксид натрия и избыток бромной воды. К полученному раствору прилили избыток раствора гидроксида бария. Образовался осадок массой 5,06 г. Определите массовые доли солей в исходной смеси.
В этом типе задач на смеси на одной из стадий, как правило, в реакцию вступает только один из реагентов, благодаря чему по разнице можно вычислить количество вещества другого реагента, не вступившего в реакцию.
Так и здесь: с гидроксидом натрия прореагируют обе исходные соли
Al(NO3)3 + 4NaOH = 3NaNO3 + Na[Al(OH)4] (1)
Cr(NO3)3 + 6NaOH = 3NaNO3 + Na3[Cr(OH)6] (2)
Добавляемый в реакционную смесь бром вступит в реакцию только с одним из образовавшихся веществ — комплексом хрома
4NaOH + 2Na3[Cr(OH)6] + 3Br2 = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 8H2O (3)
Из присутствующих в растворе веществ только хромат натрия прореагирует с гидроксидом бария:
Na2CrO4 + Ba(OH)2 = BaCrO4 + 2NaOH (4)
Зная массу образовавшегося хромата бария (осадка), можно вычислить его количество вещества. Затем по уравнению реакции (4) можно определить количество вещества полученного хромата натрия, а значит по уравнениям (2 и 3) и нитрата хрома. Находим массу кристаллогидрата нитрата хрома и по разнице с массой смеси легко вычисляется масса нитрата алюминия, благодаря чему можно получить ответ на поставленный в задаче вопрос.
Второй тип задач: на вычисление массовой доли соли в полученном после цепочки реакций растворе.
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) углекислого газа. Масса твёрдого остатка составила 41,2 г. Этот остаток добавили к 465,5 г раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Определите массовую долю соли в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Это самый легкий тип задач. По количеству образовавшего в реакции (1) углекислого газа можно вычислить количество образовавшегося оксида кальция:
CaCO3 = CaO + CO2 (1)
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O (2)
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O (3)
Вычислив массу оксида кальция в реакции (1), по разности с массой твердого остатка вычисляем массу и количество вещества не прореагировавшего карбоната, который вступает в реакцию (2). Зная количество вещества карбоната и оксида кальция в твердом остатке, несложно получить массу полученной в реакциях (2) и (3) соли. Вычислив массу полученного раствора, учитывая массу улетевшего углекислого газа, достаточно просто определить массовую долю соли в конечном растворе, что и требуется по условию задачи.
Чтобы научиться решать 34 задание необходимо иметь не только глубокие и уверенные знания в области неорганической химии, но и много практиковаться, так как только практика и упорная работа могут научить выстраивать логику решения задачи и получать верный ответ.
