banner
  1. Умный справочник
  2. Химия
  3. Задание 25. Практическая химия
Раздел: Неорганическая химия

Задание 25. Практическая химия

Статья
Не изучено

При виде этого задания очень многим ученикам становится плохо. В принципе, да и мне тоже – никогда не знаешь, что за ужас может попасться там на этот раз. Теория, которая может быть в этом задании, ОЧЕНЬ объемна, при этом задание стоит всего 1 первичный балл. Поэтому я решил поступить так — взять абсолютно все задания такого типа, которые попадались в прошлых годах + сборнике составителя ЕГЭ Добротина + банке заданий ФИПИ, и составить теорию с опорой только на них. Этой теории будет вполне достаточно, чтобы решить это задание на экзамене, но для самых нервных в конце будут еще неФИПИшные разделы «на всякий случай».

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 90+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) 💜

Применение веществ

Тут нужно сопоставить вещество и сферу его применения. Надо понимать, что очень много что может быть использовано для много чего, поэтому в задании просят соотнести вещество именно с основной сферой его применения. Надо прочувствовать логику ЕГЭ и не придумывать своего.

Основные типы удобрений – нитратные и фосфатные:

используются в качестве удобрений: нитрат аммония, нитрат калия, карбамид, суперфосфат, гидрофосфат кальция
используются для производства удобрений: аммиак, серная кислота

Подобное растворяется в подобном. Поэтому если надо растворить полярное вещество, то используется полярный растворитель. А если неполярное вещество – неполярный растворитель:

неполярные растворители: этилацетат, ацетон, толуол, тетрахлорметан
полярные растворители: этанол, вода

Для производства стекла можно использовать не только оксид кремния(IV), но и много чего еще. Например, соду.

Водоочистные станции:

водоподготовка (осветление, умягчение, обессоливание воды и т.п.) — сульфат алюминия
водоочистка — хлор, озон
адсорбент — активированный уголь

Анилин используется для производства красителей – бриллиантовый зеленый (зеленка), метиленовый синий.

Пищевая промышленность:

сода – разрыхлитель теста (в реакции с лимонной кислотой выделяется углекислый газ) и чистящее средство
консерванты: уксусная кислота, фосфорная кислота, бензойная кислота
лимонная кислота — пищевая промышленность, снятие накипи со стенок металлической посуды
NaCl – соль (любой солью картошечку не посолишь)

Топливо:

этанол, метан, пропан (для автомобилей)

Для производства полимеров применяют:

этилен, пропен, изопрен, капрон, бутадиен-1,3 (каучук, резина), триацетат целлюлозы (искусственный шелк)

Для выплавки чугуна (сплава железа с углеродом):

оксид железа(III), кокс

Отдельные факты:

сульфат меди(II) — средство защиты растений (из-за окислительных свойств)
ацетилен — для газовой сварки металлов, получения хлорвинила
этиленгликоль — компонент автомобильных антифризов и тормозных жидкостей
стеарат натрия — для производства моющих средств
целлюлоза — для производства бумаги
азот — для производства аммиака
азотная кислота — для получения нитросоединений
медь — для изготовления электропроводов
полипропилен — для изготовления упаковочной пленки
перекись водорода— отбеливатель, обработка небольших ран (антисептик)
NaClO — отбеливатель
кумол — для получения фенола
алюминий — для производства сплавов для самолетостроения
оксид алюминия — для производства жаропрочных материалов
этен — для производства этанола
CO — в качестве реагента при производстве метанола
глицерин — в составе косметики

Техника

В заданиях это типа надо выбрать, для чего используются те или иные аппараты.

Ректификационная колонна

Задание 25. Практическая химия, изображение №1
 

Колба подогревается до определенной температуры, при которой один из компонентов смеси испаряется. Пары вещества поднимаются вверх, где охлаждаются и конденсируются. Конденсат стекает по трубке в другую колбу. Так, нагревая исходную смесь до разных температур, можно разделить ее на составляющие.

Ректификационная колонна используется для перегонки нефти. Перегонка нефти это разделение ее на фракции (бензин, керосин и т.п.).

Колонна синтеза

Колонна синтеза это, грубо говоря, большой сосуд для проведения реакций между газами. Конечно, в реальности она устроена сильно сложнее, но для ЕГЭ это не надо.

С помощью колонны синтеза получают аммиак (из водорода и азота) и метанол (из угарного газа и водорода).

Получение серной кислоты

Есть 2 способа: контактный и башенный. Контактный способ является основным и включает три этапа:

  • Сжигание пирита (FeS₂) в кипящем слое с получением SO₂ (проводят в печи для обжига)
  • Окисление SO₂ до SO₃ в контактном аппарате в присутствии катализатора V₂O₅. Окисление SO₂ до SO₃ — обратимая, каталитическая, экзотермическая реакция
  • Абсорбция SO₃ концентрированной серной кислотой с получением олеума в поглотительной башне

В башенном способе используется реакция, которая проходит НЕ в колонне синтеза: SO₂ + NO₂ + H₂O → H₂SO₄ + NO.

Получение резины

  • полимеризация изопрена → натуральный каучук
    или полимеризация дивинила → синтетический каучук
  • каучук + S → резина
    (вулканизация каучука)

Разное

Электролизер — аппарат для проведения электролиза. Электролизом получают натрий.
Доменная печь — печь для выплавки чугуна. Внутри оксиды железа восстанавливаются угарным газом до железа. Основной особенностью доменной печи является то, что ее нельзя просто взять и погасить, иначе металл внутри застынет.
Компрессор — для сжатия газовой смеси.
Сепаратор — для отделения жидкостей от газов.

Полимеры

В этом типе задания надо соотнести полимеры и их мономеры. В основном, все следует из обычной теории по органике. Например, полимером полиэтилена является этилен. Подробнее читай об этом в статье по алкенам. Внимание на себя обращают несколько полимеров.

бутадиен-1,3 → дивиниловый каучук
изопрен → натуральный каучук
глюкоза → крахмал
глюкоза → целлюлоза
капролактам → капрон
терефталевая кислота → полиэтилентерефталат (лавсан)
тетрафторэтилен → тефлон

Еще может попасться вариант задания, где то же самое спрашивается в виде формул. Надо научиться писать реакции полимеризации (если не умеешь, смотри в алкенах). Но вот пара необычных молекул:

тефлон
капрон
капрон

фенолформальдегидная смола
 
фенолформальдегидная смола

Типы волокон

Натуральные полимеры: хлопок, ДНК, РНК, крахмал, натуральный каучук, лен, шелк.

Искусственные полимеры: вискоза, ацетатный шелк.

Синтетические полимеры: нейлон, капрон, лавсан, дивиниловый каучук, поливинилхлорид, акрил, лайкра, полиэстер.

Неорганические полимеры: стекловолокно, асбест.

Искусственные полимеры получаются путем модификации природных полимеров, а синтетические создаются с нуля.

Полимеры можно получать полимеризацией (без образования побочных продуктов) или поликонденсацией (с образованием побочных продуктов). Если в поликонденсацию вступает несколько молекул, то это сополиконденсация (образование фенолформальдегидной смолы).

Способы разделения

В этом типе задания дается смесь веществ, и нужно выбрать оптимальный способ разделения этой смеси.

Делительная воронка используется для разделения двух жидкостей при условии, что одна из них является гидрофильной, а другая гидрофобной. Со временем смесь жидкостей в воронке расслаивается из-за несмешиваемости и становится возможным слить нижнюю фракцию.

Декантация подобна разделению с помощью делительной воронки, только в делительной воронке сливается нижняя фаза, а в декантации верхняя.

Фильтрование используется для отделения из раствора нерастворимого вещества.

С помощью магнита можно разделить смесь двух металлов при условии, что один из них намагничивается.

С помощью фракционной перегонки разделяют смешиваемые жидкости. Например, если нагревать смесь воды и спирта, то спирт испарится раньше воды. Пары спирта можно будет собрать, охладить и поместить в отдельную емкость.

Если есть смесь двух твердых веществ, одно из которых растворимо в воде, а другое нет, то их можно разделить с помощью обработки водой, фильтрования и выпаривания раствора.

Способ получения

В этом задании надо соотнести вещество и основной источник его промышленного полученияя:

воздух → аммиак
(воздух является источником азота)
хлорид натрия → гидроксид натрия
(при электролизе раствора хлорида натрия одним из продуктов является гидроксид натрия)
природный газ → метан (основной компонент)
попутный нефтяной газ → пропан
крекинг нефти → этилен
высокотемпературная обработка метана → ацетилен
перегонка нефти → бензин, керосин

Лабораторная посуда

фарфоровая чашка → упаривание растворов
металлический шпатель → взятие небольших порций сыпучих веществ
ступка с пестиком → измельчение твердых веществ
мензурка → измерение объема жидкости

НеФИПИшная теория

То, что будет дальше, попадалось в разных авторских вариантах. Выучить это можно, но только после того как не будет проблем с основной теорией.

Методы получения веществ

 

Применение веществ

 

Окрашивание пламени

Разные соли окрашивают пламя горелки в разный цвет в зависимости от их состава:

Cu²⁺ и BO₃³⁻ → зеленый
Ba²⁺ → желто-зеленый
Na⁺→ желтый
Sr²⁺→ карминово-красный
Ca²⁺→ кирпично-красный
Li⁺→ красный
K⁺ → фиолетовый

Лабораторная посуда

Пипетка - для отбора рас­тво­ра опре­де­лен­но­го объ­е­ма
Бюретка - для титрования
Делительная воронка - для раз­де­ле­ния несме­ши­ва­ю­щих­ся жид­ко­стей
Колба Вюрца - со­став­ная часть при­бо­ра для пе­ре­гон­ки
Колба Бунзена - для вакуумного фильтрования
Хлоркальциевая трубка - для осу­ше­ния газов
Прямой холодильник - со­став­ная часть при­бо­ра для пе­ре­гон­ки
Обратный холодильник - конденсирование паров и возврат конденсата в реакционный сосуд
Мерный цилиндр (стакан) - для измерения объема растворов
Пробирка - для проведения химических реакций
Фарфоровая ступка - для измельчения твердых веществ
Круглодонная колба - реакционная емкость для работы в вакууме или для нагревания раствора
Воронка Бюхнера - фильтрация под вакуумом
Фильтр Шотта - фильтрация под вакуумом
Фарфоровый тигель - для прокаливания в печи
Аппарат Киппа - для получения газов
Бокс - для хранения твердых веществ

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы узнать о самых эффективных курсах подготовки к ЕГЭ по химии 🫶