Хлор попался ему в проверенном варианте четыре раза. В шестом номере, где надо было выбрать вещества, с которыми он реагирует. В девятнадцатом, в электронном балансе. В двадцатом, про электролиз раствора поваренной соли. И в тридцать первом, в цепочке превращений, за которую дают 4 балла.
Тему он к тому моменту считал пройденной, потому что галогенам в тетради отведено полторы страницы, а разобрана она была в октябре. Проверка показала другое: тема не сидит в одном номере, она размазана по варианту, и знать ее надо в семи разных видах.
Особенность эта неочевидна и обидна. Выученный параграф закрывает вопрос про свойства простого вещества, а дальше тот же хлор приходит в расчетной задаче, в электронном балансе и в задании про идентификацию веществ, и там от параграфа толку немного.
Полстроки в кодификаторе, за которой стоят три задания
В обобщенном плане варианта галогены названы прямо. Задания 6, 7 и 8 проверяют химические свойства важнейших неметаллов, и галогены идут в этом перечне первыми, рядом с серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием.
Все три задания повышенного уровня, каждое дает 2 балла, и на каждое отводится по пять-семь минут. В сумме набегает 6 баллов из 56, причем это только та часть варианта, где неметаллы названы явно.
Дальше начинается неявная. Пятый номер спрашивает классификацию и номенклатуру неорганических веществ, девятый генетическую связь между классами, двадцать четвертый идентификацию и качественные реакции. Хлор с соседями по группе приходит в каждый из них на общих основаниях.
Именно поэтому счет по одному номеру тут не работает. Если считать только явные упоминания, тема выглядит на 6 баллов и час подготовки, а если считать все места, где она всплывает, набирается около десятой части работы.
Столбик из четырех элементов, выписанный на полях
Фтор, хлор, бром, иод. Вниз по группе растет радиус атома, падает электроотрицательность, слабеют окислительные свойства простых веществ, а восстановительные свойства ионов, наоборот, набирают силу.
Столбик появился на полях тетради еще осенью, рядом с расчетами по другой теме, и потому нашелся не сразу. Ряд этот выпускник выписал и выучил. Споткнулся он на другом: фтор в соединениях имеет только одну степень окисления, отрицательную, потому что электроотрицательнее его нет ничего. У остальных троих набор шире, и положительные степени окисления у них встречаются в кислородсодержащих кислотах и их солях. Задание 3 проверяет как раз это, и стоит оно 1 балл.
Внешний вид элементов при движении вниз тоже меняется, и вопрос об этом приходит в двадцать пятый номер, про химию в повседневной жизни. Бром единственная жидкость среди неметаллов при обычных условиях, иод твердый и при нагревании переходит в пар, минуя жидкое состояние.
| Элемент | Простое вещество при обычных условиях | Степени окисления в соединениях | Что помнить |
|---|---|---|---|
| Фтор (F) | Бледно-желтый газ | только −1 | Самый электроотрицательный элемент. С водой реагирует, вытесняя кислород, поэтому из растворов солей другие галогены не вытесняет |
| Хлор (Cl) | Желто-зеленый газ с резким запахом | −1, +1, +3, +5, +7 | Вытесняет бром и иод из растворов их солей. В воде и щелочи диспропорционирует |
| Бром (Br) | Бурая жидкость | −1, +1, +3, +5, +7 | Единственный жидкий неметалл при обычных условиях. Вытесняет иод, хлором вытесняется сам |
| Иод (I) | Темно-серые кристаллы с блеском | −1, +1, +3, +5, +7 | При нагревании переходит в пар, минуя жидкое состояние. Дает синее окрашивание с крахмалом |
Вытеснительный ряд и одно исключение из него
Более активный галоген вытесняет менее активный из раствора его соли. Хлор вытесняет бром и иод, бром вытесняет иод, обратно это не работает.
С фтором правило спотыкается. В растворе он в первую очередь реагирует с водой, вытесняя из нее кислород, поэтому вытеснить бром или иод из раствора соли ему не удается. Составители про это исключение помнят, и в шестом номере вариант с фтором в водном растворе ставят намеренно.
Проверять такие задания надо по ряду, а не по памяти о том, что фтор самый активный. Активность тут и подводит.
Сам ряд стоит держать перед глазами вместе с таблицей растворимости, ее на экзамене выдают. Половина вопросов про вытеснение решается сверкой двух документов, без единой формулы в черновике.
Вода и щелочь, где хлор ведет себя двояко
Хлор в воде реагирует сам с собой: часть атомов окисляется, часть восстанавливается, и получаются хлороводородная и хлорноватистая кислоты. Реакция обратима, и именно она стоит за запахом хлорной воды. Тип ее в заданиях называют отдельно, окисление и восстановление тут идут с участием одного и того же элемента.
Со щелочью история раздваивается по условиям. На холоде получаются хлорид и гипохлорит, при нагревании хлорид и хлорат. Условие над стрелкой тут решает, какой ответ будет верным, и в цепочке превращений его надо писать обязательно, без него балл не ставят. Разница в продуктах не косметическая: гипохлорит и хлорат относятся к солям двух разных кислот, со своей степенью окисления хлора в каждой.
Уравнения эти выпускник переписал в отдельный столбик и повесил над столом. Из шести строк три он через неделю воспроизвел неверно, потому что путал соли двух разных кислот между собой.
| Тип реакции | Уравнение | Условия и на что смотреть |
|---|---|---|
| С металлом | 2Na + Cl2 → 2NaCl | Галоген выступает окислителем, металл принимает низшую степень окисления галогена |
| С водородом | H2 + Cl2 → 2HCl | На свету или при нагревании. С фтором идет со взрывом в темноте, с иодом обратима |
| С водой | Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO | Обратимо, хлор одновременно окисляется и восстанавливается. Фтор ведет себя иначе: 2F2 + 2H2O → 4HF + O2 |
| Со щелочью на холоде | Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O | Получаются хлорид и гипохлорит. Условие над стрелкой обязательно |
| Со щелочью при нагревании | 3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O | Получаются хлорид и хлорат. Продукты отличаются от реакции на холоде |
| Вытеснение из раствора соли | Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2 | Работает сверху вниз по группе. Фтор в водном растворе так не реагирует |
| Качественная на галогенид | NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 | Белый творожистый осадок с хлоридом, бледно-желтый с бромидом, желтый с иодидом. Фторид осадка не дает |
| Электролиз раствора | 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ | На катоде водород, на аноде хлор, в растворе щелочь. Промышленный способ получения хлора |
| Получение в лаборатории | MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O | Кислота концентрированная, нужно нагревание. С перманганатом калия идет без нагревания |
| Плавиковая кислота со стеклом | SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O | Свойство только фтороводородной кислоты, остальные галогеноводородные так не реагируют |
Пробирка с нитратом серебра
Качественные реакции на галогенид-ионы спрашивают в шестом и в двадцать четвертом заданиях, последнее тоже повышенного уровня и дает 2 балла.
Реактив один, нитрат серебра, а результаты разные. Хлорид дает белый творожистый осадок, бромид бледно-желтый, иодид желтый. Фторид осадка не дает вовсе, соль его растворима, и на этом пункте в вариантах ловят чаще всего.
Осадки эти выпускник видел на уроке дважды и все равно перепутал бромид с иодидом, потому что оттенки в описании соседние. Запоминать их надо не по цвету, а по порядку в группе: чем ниже элемент, тем желтее осадок.
Отдельно стоит крахмал. Синее окрашивание с ним дает свободный иод, а не иодид-ион, и подменять одно другим нельзя. В экспериментальных задачах разница между простым веществом и его ионом решает весь ответ.
Кислоты, которые усиливаются сверху вниз
Галогеноводородные кислоты выстраиваются в ряд по силе, и растет она вниз по группе. Фтороводородная слабая, остальные три сильные, а иодоводородная сильнейшая.
Плавиковая кислота при этом умеет то, чего не умеют остальные: она травит стекло, потому что реагирует с оксидом кремния. Хранят ее поэтому в полиэтиленовой таре. Факт этот приходит в двадцать пятый номер, там же, где вопросы про обращение с едкими веществами.
Восстановительные свойства в этом ряду тоже растут вниз. Концентрированная серная кислота с иодидами и бромидами реагирует иначе, чем с хлоридами, и продукты там получаются разные. Разбирать этот сюжет стоит после того, как закрыта основная часть темы, потому что он выходит за границы базового уровня.
Электролиз раствора поваренной соли
Двадцатый номер базовый и дает 1 балл, а ошибок на нем много. Из раствора хлорида натрия на катоде выделяется водород, на аноде хлор, а в растворе накапливается щелочь.
Ход рассуждения простой, если помнить порядок: сначала смотрят, что происходит на катоде, потом на аноде, и только потом записывают, что осталось в растворе. Порядок этот один и тот же для любого раствора, меняются только вещества. Выпускник в пробнике написал натрий на катоде, потому что решал по расплаву, а в условии стоял раствор. Балл ушел на одном слове в задании.
Промышленный способ получения хлора опирается на тот же электролиз раствора, и связка тут прямая. В лаборатории хлор получают окислением концентрированной хлороводородной кислоты, окислителем служит оксид марганца при нагревании или перманганат калия. Оба этих способа спрашивают в номерах про получение веществ, и путать их не стоит: масштабы и реактивы там разные.
Цепочка на четыре балла
Тридцать первое задание высокого уровня, дает 4 балла и требует записать четыре уравнения по описанию превращений. Времени на него закладывают десять-пятнадцать минут.
Хлор в такие цепочки попадает регулярно, потому что удобно связывает металлы, кислоты и соли в одну линию. Схему превращений составители задают словами, и первым делом ее переводят в цепочку формул на черновике, иначе половина условий теряется по дороге. Оценивается каждое уравнение отдельно, по 1 баллу, поэтому даже частично собранная цепочка приносит баллы, и бросать ее целиком не стоит. Два уравнения из четырех дают половину задания, а времени на них уходит вдвое меньше, чем на попытку вытянуть всю линию.
Соседние номера второй части тоже стоит держать в голове. Двадцать девятое про электронный баланс дает 2 балла, тридцатое про ионные уравнения тоже 2, тридцать второе про органическую цепочку 5, тридцать четвертое расчетное 4. Вся вторая часть весит 20 первичных баллов из 56, первая часть дает 36.
| Задание | Что спрашивают и как приходит галоген | Уровень | Баллы |
|---|---|---|---|
| 3 | Электроотрицательность, валентность и степень окисления. У фтора она только отрицательная | базовый | 1 |
| 5 | Классификация и номенклатура неорганических веществ, среди них соли галогеноводородных кислот | базовый | 1 |
| 6 | Свойства важнейших неметаллов и их соединений. Галогены названы в перечне первыми | повышенный | 2 |
| 7 | Свойства важнейших металлов и неметаллов и их соединений | повышенный | 2 |
| 8 | Свойства важнейших металлов и неметаллов и их соединений | повышенный | 2 |
| 9 | Генетическая связь неорганических веществ разных классов | повышенный | 1 |
| 20 | Электролиз расплавов и растворов солей, в том числе раствора хлорида натрия | базовый | 1 |
| 24 | Идентификация веществ и качественные реакции на ионы | повышенный | 2 |
| 29 | Окислительно-восстановительные реакции и электронный баланс, развернутый ответ | высокий | 2 |
| 31 | Цепочка превращений неорганических веществ, четыре уравнения | высокий | 4 |
Где на этой теме теряют баллы
Первая потеря на фторе. Ему приписывают положительные степени окисления и заставляют вытеснять бром из водного раствора, хотя он ведет себя иначе, чем вся группа.
Вторая на условиях реакции. Холод и нагревание в реакции со щелочью дают разные продукты, и пропущенное условие над стрелкой снимает балл даже при верных формулах.
Третья на подмене вещества ионом. Свободный галоген и его ион ведут себя по-разному, и в качественных реакциях эта подмена стоит всего задания.
Есть и потеря вне химии. Задания с кратким ответом проверяются компьютером, и ответ в бланке должен быть записан по правилам заполнения, цифрами подряд, без пробелов и запятых. Верный по существу ответ с лишним знаком засчитан не будет.
Отдельная строка про черновик. Записи в нем не проверяются вообще, и переносить в бланк надо только итог, а во второй части полное решение с уравнениями пишется сразу набело, на бланке ответов номер два.
Как учить эту тему, чтобы она не рассыпалась
Собирать надо список мест в варианте, перечень свойств тут вторичен. Семь номеров, в которых галоген появляется, выписываются на один лист, и к каждому подбирается по два задания из открытого банка. Банк лежит на сайте ФИПИ и открыт для всех, там же в навигаторе самостоятельной подготовки собраны коды заданий по разделам.
Работает это скучно, но предсказуемо: под каждым номером понятно, что именно спросят, и повторение перестает быть чтением параграфа по кругу.
Уравнения учат блоками по типу реакции, а не по элементу. Взаимодействие с металлами, с водородом, с водой, со щелочами, вытеснение из растворов солей. Внутри блока меняется только галоген, и различия видны сразу.
Возвращаться к столбику над столом надо по срокам, иначе соли двух кислот снова слипнутся. Разбор в один вечер, повтор через три дня, потом через неделю, потом перед ближайшим пробником. Тема считается закрытой, когда шесть уравнений группы воспроизводятся по памяти вместе с условиями над стрелкой, без подсказки со столбика. До этого момента браться за вторую часть рано, там те же реакции спрашивают строже.
- Шесть уравнений группы пишутся по памяти вместе с условиями над стрелкой
- Реакции со щелочью на холоде и при нагревании не путаются между собой
- Названы все места варианта, где галоген может появиться
- Фтору не приписываются положительные степени окисления
- Вытеснительный ряд применяется с оговоркой про фтор в водном растворе
- Цвета осадков с нитратом серебра различаются по порядку элементов в группе
- Свободный галоген и его ион в качественных реакциях не подменяют друг друга
- В электролизе сначала разбирается катод, потом анод, потом состав раствора
Куда двигаться дальше
Если уравнения помнятся, а в варианте тема все равно рассыпается на четыре разных номера, дело в порядке разбора, а не в объеме выученного. На бесплатной консультации методиста в онлайн-школе classicum.ru разбирают решенный пробник и показывают, какие линии заданий проседают и в каком порядке их закрывать. Занятия идут онлайн в малых группах, первая встреча ни к чему не обязывает.
1 comment