Задание 21 ОГЭ по химии

1. 1. Сквозной элемент — железо. Выписываем его степени окисления по цепочке: +2, +2, +3, +3. Скачок происходит на втором переходе — значит там нужен окислитель, а первый и третий переходы идут без изменения степени окисления.
2. 2. Переход 1, Fe(NO₃)₂ → Fe(OH)₂: растворимая соль → нерастворимое основание. Такой переход делают только щёлочью, и реакция идёт до конца, потому что гидроксид железа(II) нерастворим и выпадает осадком. Fe(NO₃)₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaNO₃.
3. 3. Переход 2, Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃: степень окисления растёт с +2 до +3, нужен окислитель. Самый доступный — кислород воздуха, и реакция знакома каждому, кто получал этот осадок: зеленовато-белый Fe(OH)₂ на воздухе буреет. 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃.
4. 4. Проверим коэффициенты второго уравнения по электронному балансу: Fe⁺² − 1e⁻ → Fe⁺³ (4 атома отдают 4 электрона), O₂⁰ + 4e⁻ → 2O⁻² (одна молекула принимает 4 электрона). Отсюда 4 перед Fe(OH)₂ и 1 перед O₂; вода нужна, чтобы уравнять водород и кислород.
5. 5. Переход 3, Fe(OH)₃ → Fe₂O₃: нерастворимое основание при нагревании разлагается на оксид и воду. Условие t° над знаком равенства обязательно — без нагревания реакция не идёт. 2Fe(OH)₃ →(t°) Fe₂O₃ + 3H₂O.
6. 6. Типичная ошибка: записать второй переход как Fe(OH)₂ + O → Fe(OH)₃ или вовсе без окислителя. Атомарного кислорода в реакциях школьного курса нет, а превратиться в Fe(OH)₃ сам по себе гидроксид не может — балл за это уравнение не ставят.

Ответ: 1) Fe(NO₃)₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaNO₃; 2) 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃; 3) 2Fe(OH)₃ →(t°) Fe₂O₃ + 3H₂O

1. 1. Сквозной элемент — цинк, его степень окисления везде +2. Значит ни окислитель, ни восстановитель в этой цепочке не понадобятся: все три реакции — разложение и обмен.
2. 2. Переход 1, Zn(NO₃)₂ →(t°) ZnO: нитраты металлов, стоящих в ряду активности между магнием и медью, при прокаливании дают оксид металла, бурый газ NO₂ и кислород. 2Zn(NO₃)₂ →(t°) 2ZnO + 4NO₂↑ + O₂↑.
3. 3. Коэффициенты здесь ставят по кислороду: слева 2·6 = 12 атомов O, справа 2 (в ZnO) + 8 (в 4NO₂) + 2 (в O₂) = 12. Сходится.
4. 4. Переход 2, ZnO → ZnSO₄: оксид цинка амфотерен, но с кислотой ведёт себя как обычный основный оксид — даёт соль и воду. ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O.
5. 5. Переход 3, ZnSO₄ → Zn(OH)₂: растворимая соль → нерастворимое основание, значит снова щёлочь. ZnSO₄ + 2NaOH = Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄. Важная оговорка: щёлочь берут в недостатке; в избытке щёлочи амфотерный гидроксид цинка растворится обратно, дав Na₂[Zn(OH)₄].
6. 6. Типичная ошибка первого перехода — написать Zn(NO₃)₂ →(t°) Zn(NO₂)₂ + O₂. Так разлагаются нитраты только самых активных металлов (натрия, калия), стоящих в ряду активности левее магния.

Ответ: 1) 2Zn(NO₃)₂ →(t°) 2ZnO + 4NO₂↑ + O₂↑; 2) ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O; 3) ZnSO₄ + 2NaOH = Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄

1. 1. Степени окисления железа: 0, +2, +2, +2. Скачок только на первом шаге — железо окисляется, значит там нужен окислитель, и им будет кислота.
2. 2. Переход 1, Fe → FeSO₄: железо стоит в ряду активности левее водорода, поэтому вытесняет его из разбавленной кислоты. Fe + H₂SO₄ (разб.) = FeSO₄ + H₂↑.
3. 3. Пометка «разб.» обязательна и не для красоты: концентрированная серная кислота при нагревании окисляет железо до +3 и водород не выделяет, а на холоде вовсе пассивирует его — покрывает плотной оксидной плёнкой. Именно поэтому концентрированную серную кислоту перевозят в стальных цистернах.
4. 4. Переход 2, FeSO₄ → Fe(OH)₂: растворимая соль и щёлочь, реакция идёт из-за выпадения осадка. FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄. Осадок зеленовато-белый и на воздухе постепенно буреет — это признак, который спрашивают в задании 23.
5. 5. Переход 3, Fe(OH)₂ → FeCl₂: нерастворимое основание растворяется в кислоте с образованием соли и воды. Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O.
6. 6. Типичная ошибка: на третьем шаге взять не кислоту, а хлорид натрия. Реакция FeCl₂ из Fe(OH)₂ и NaCl не пойдёт — нерастворимое основание с растворимой солью не реагирует, да и уходить из раствора здесь нечему.

Ответ: 1) Fe + H₂SO₄ (разб.) = FeSO₄ + H₂↑; 2) FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄; 3) Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O

1. 1. Степени окисления серы: 0, +4, +4, +4. Окисление только на первом шаге.
2. 2. Переход 1, S → SO₂: горение серы на воздухе. S + O₂ = SO₂. Признак — голубоватое пламя и резкий запах; именно так сернистый газ получают в лаборатории и в промышленности при обжиге пирита.
3. 3. Переход 2, SO₂ → Na₂SO₃: кислотный оксид реагирует со щёлочью, давая соль и воду. SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O. При недостатке щёлочи получилась бы кислая соль NaHSO₃ — в задании 21 по умолчанию подразумевают среднюю соль, если в схеме указана именно она.
4. 4. Переход 3, Na₂SO₃ → SO₂: соль слабой и летучей кислоты вытесняется более сильной кислотой, и газ уходит из сферы реакции. Na₂SO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O.
5. 5. Обратите внимание на логику последнего шага: сернистая кислота H₂SO₃ неустойчива и сразу распадается на воду и сернистый газ, поэтому в правой части сразу пишут SO₂↑ + H₂O, а не H₂SO₃. Точно так же ведёт себя угольная кислота: карбонат + сильная кислота дают CO₂↑ + H₂O.
6. 6. Типичная ошибка: на третьем шаге взять соляную кислоту и записать продуктом NaCl без указания газа. Стрелка ↑ здесь обязательна — именно уход газа объясняет, почему реакция идёт до конца.

Ответ: 1) S + O₂ = SO₂; 2) SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O; 3) Na₂SO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O

1. 1. Уравнение 1 (соль → нерастворимое основание, действие щёлочи): CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄. Осадок голубой.
2. 2. Уравнение 2 (нерастворимое основание → оксид, прокаливание): Cu(OH)₂ →(t°) CuO + H₂O. При нагревании голубой осадок чернеет — образуется оксид меди(II).
3. 3. Находим массу чистой соли в растворе: m(CuSO₄) = m(р-ра)·w = 32 · 0,25 = 8 г. Считать по массе всего раствора нельзя — это самая частая ошибка расчётных заданий.
4. 4. Молярная масса: M(CuSO₄) = 64 + 32 + 4·16 = 160 г/моль. Количество вещества: n(CuSO₄) = 8/160 = 0,05 моль.
5. 5. По обоим уравнениям соотношение 1 : 1 : 1, поэтому вся медь доходит до оксида: n(CuO) = n(Cu(OH)₂) = n(CuSO₄) = 0,05 моль.
6. 6. M(CuO) = 64 + 16 = 80 г/моль, значит m(CuO) = n·M = 0,05 · 80 = 4 г.
7. 7. Проверка на здравый смысл: в 8 г сульфата меди(II) содержится 8 · 64/160 = 3,2 г, а в 4 г оксида — 4 · 64/80 = 3,2 г. Медь не потерялась, расчёт верен.

Ответ: CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄; Cu(OH)₂ →(t°) CuO + H₂O; m(CuO) = 4 г