Готовимся к ЕГЭ по химии

В «Туймазинском вестнике» № 9 от 24.01.2017 г. и № 20 от 18.02.2017 г. рекомендации 11-классникам давали доценты ведущих республиканских вузов, преподаватели русского языка и литературы, математики, биологии. Мы продолжаем серию материалов по подготовке к ЕГЭ. Сегодня ценными советами по химии с будущими медиками, фармацевтами, инженерами-технологами, педагогами делится кандидат педагогических наук, доцент кафедры химии БГПУ им. М. Акмуллы Елена ЕФИМОВА.

В порядке возрастания свойств или убывания

– В 2017 году из КИМов ЕГЭ по химии полностью исключены задания с выбором одного варианта ответа. Вместо них появились задания, предполагающие выбор двух и более вариантов ответа. При этом имеет значение не только ответы, но и порядок их выбора.

Возьмём, например, вопрос № 2, который проверяет знание Периодического закона и Периодической системы Д.И. Менделеева. При ответе на него необходимо не просто выбрать три элемента (из пяти предложенных), находящихся в одной группе (или в одном периоде), но расположить в порядке возрастания или убывания их свойств (металлических или неметаллических).

В демонстрационном варианте, размещенном на сайте fipi.ru, во втором задании из предложенных пяти элементов: 1) натрий; 2) калий; 3) кремний; 4) магний; 5) углерод предлагается выбрать три элемента, находящихся в одном периоде Периодической системы Д.И. Менделеева и расположить их в порядке возрастания их металлических свойств – как требуется в задании.

Элементами одного (третьего) периода являются натрий (1), кремний (3) и магний (4). Из них металлические свойства наиболее выражены у натрия, а наименее – у кремния. Следовательно, ответ на это задание должен быть записан следующим образом: 3, 4, 1. При другой последовательности цифр (даже если сами цифры выбраны верно) ответ будет считаться неправильным.

Если в задании нет специальных условий, то ответы следует располагать в порядке их перечисления в условии.

Алгоритм действий в задании № 11.

-- Это задание считается одним из наиболее сложных, поскольку для правильного ответа на него требуется знание общих и специфических свойств всех неорганических соединений. По своей структуре это задание на соответствие, в котором к каждому из четырёх приведённых неорганических веществ нужно подобрать соответствующие реагенты.

Для примера возьмем задание № 11 из демо-версии, размещенной на сайте fipi.ru. В нём требуется установить соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать:

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА	РЕАГЕНТЫ
А) S Б) SO2 В) Zn(OH)2 Г) ZnBr2 (р-р)	1) AgNO3, Na3PO4, Cl2 2) BaO, H2O, KOH 3) H2, Cl2, O2 4) HBr, LiOH, CH3COOH (р-р) 5) H3PO4 (р-р), BaCl2, CuO

Для того, чтобы ответить на это задание, необходимо сначала определиться, к какому классу неорганических соединений относится каждое вещество, а затем выбрать реагенты, исходя из знания общих химических свойств веществ данного класса и специфических свойств соединений, образованных элементом.

Так вещество под буквой А – это сера, является простым веществом – неметаллом. Зная свойства неметаллов (их способность реагировать с другими простыми веществами – металлами и неметаллами), мы делаем вывод, что все реагенты под номером 3 будут реагировать с серой.

Аналогично рассматриваем и оставшиеся три вещества.

Под буквой Б находится кислотный оксид – оксид серы (IV). Все кислотные оксиды реагируют с оксидами щелочных и щелочно-земельных металлов, щелочами. Также большинство кислотных оксидов растворяются в воде с образованием кислот. Всем этим условиям удовлетворяют реактивы под номером 2.

Под буквой В – амфотерный гидроксид (гидроксид цинка). Амфотерные гидроксиды обладают свойствами реагировать с кислотами и щелочами. Такие реагенты расположены под номером 4.

Под буквой Г -- средняя соль (бромид цинка). Свойства солей определяются несколькими факторами, такими как образование осадков в результате реакции, вытеснение менее активного металла более активным, вытеснение сильной кислотой кислотного остатка слабой кислоты. Есть и специфические свойства. Например, в галогенидах возможно вытеснение менее активного галогена более активным. Таким образом, для этого вещества (бромида цинка) подходят реагенты под номером 1. Нитрат серебра образует осадок с бромид-анионом (бромид серебра), ортофосфат натрия даёт осадок с цинком (ортофосфат цинка), а молекулярный хлор как более сильный галоген вытесняет бром из бромида цинка.

Ответ: 3, 2, 4, 1.

При ответе на это задание нужно иметь в виду, что двум разным веществам могут соответствовать одни и те же реагенты, поэтому цифры в конечном ответе могут повторяться. Такие задания нельзя решать, пользуясь методом исключения.

Пример выполнения задания № 30.

– Задание № 30 – из второй части ЕГЭ, поэтому требует развёрнутого решения. Оно проверяет уровень владения выпускниками навыком составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

К примеру, дана реакция:

Na₂SO₃ + … + KOH → K₂MnO₄ + … + H₂O

Необходимо уравнять эту реакцию, используя метод электронного баланса, а также определить окислитель и восстановитель.

Задание усложняется тем, что в уравнении пропущены некоторые вещества, которые нужно дописать самостоятельно.

Первое, что необходимо сделать – расставить степени окисления у всех атомов в каждом соединении.

Na⁺¹₂S⁺⁴O^-2₃ + … + K⁺¹O^-2H⁺¹ → K⁺¹₂Mn⁺⁶O^-2₄ + … + H⁺¹₂O^-2

Далее нужно найти две пары атомов, которые поменяли свои степени окисления в ходе данной реакции. В некоторых заданиях одна или обе пары таких атомов видны сразу. Однако в нашем случае мы видим, что калий, кислород и водород свои степени окисления не меняют. Следовательно, поменять их могут только сера и марганец. При этом в пропущенных веществах находятся именно эти элементы в другой степени окисления.

Здесь нужно вспомнить схему реакций восстановления перманганат-аниона:

- в кислой среде перманганат-анион превращается в ион марганца

(MnO₄^-→ Mn²⁺);

- в нейтральной среде – в оксид марганца (IV) (MnO₄^-→ MnО₂);

- в щелочной среде – в манганат-анион (MnO₄^-→ MnO₄^2-).

Я рекомендую запомнить эту схему, так как в большинстве реакций в заданиях такого рода используется именно перманганат.

В нашей реакции среда щелочная (так как в уравнении есть КОН) и в результате получается манганат калия. Следовательно, исходным веществом (согласно схеме) должен быть перманганат калия KMnO₄, в котором степень окисления марганца равна +7.

Итак, мы знаем первую пару атомов, поменявших степень окисления – это атомы марганца в перманганате калия (степень окисления +7) и в манганате калия (степень окисления +6). Можем написать первую часть электронного баланса:

Mn⁺⁷ + 1e → Mn⁺⁶ восстановление

Как мы видим, степень окисления марганца понизилась. Следовательно, это процесс восстановления, а перманганат калия является окислителем за счёт Mn⁺⁷и в реакции он принимает 1 электрон.

Так как в этой паре произошло понижение степени окисления, то в другой паре должно произойти её повышение. Мы имеем серу в составе сульфита натрия в степени окисления +4. Так как сера стоит в VI группе Периодической системы Д.И. Менделеева, то её максимальная степень окисления +6. Следовательно, может произойти повышение степени окисления серы от +4 до +6. Мы можем дописать вторую часть электронного баланса:

S⁺⁴ – 2e → S⁺⁶ окисление

Произошло повышение степени окисления серы, значим мы имеем процесс окисления, а сульфит натрия является восстановителем за счет S⁺⁴ и отдаёт два электрона.

Далее необходимо дописать второе пропущенное вещество (в продуктах реакции), в составе которого есть сера в степени окисления +6. Сера в этой степени окисления образует оксид (SO₃), серную кислоту (H₂SO₄) и соли серной кислоты. Оксид и кислота в продуктах этой реакции быть не могут, так как в ней участвует гидроксид калия. Следовательно, пропущенным веществом является сульфат натрия (Na₂SO₄).

Итак, мы имеем окончательную реакцию:

Na₂SO₃ + KMnO₄ + KOH → K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

Также мы составили электронный баланс:

Mn⁺⁷ + 1e → Mn⁺⁶ восстановление │2

S⁺⁴ – 2e → S⁺⁶ окисление │1

Находим наименьшее общее кратное между количеством отданных и принятых электронов. Оно равно 2. Затем делим эту цифру на количество электронов в реакциях окисления и восстановления и полученные значения будут коэффициентами в уравнении реакции. Вещества, в которых степени окисления не менялись (КОН и Н₂О) уравниваем в последнюю очередь. Для проверки можно посчитать общее количество атомов водорода и кислорода в исходных веществах и продуктах реакции.

Расставляем коэффициенты и получаем уравнение, которое является ответом:

Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH → 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

За данное задание можно получить максимально три балла. Один балл за правильно дописанную и уравненную реакцию, второй балл – за правильно составленный электронный баланс и третий балл – за верно указанные окислитель и восстановитель.

По книгам каких авторов лучше заниматься? Какие сайты использовать ?

-- Здесь нужно выделить две категории источников: книги, содержащие теоретический материал, и различные тренировочные задания.

Из первой категории я бы рекомендовала школьные учебники, так как в них собран весь теоретический материал, причём изложен он в максимально доступной форме. Очень хорош в этом плане учебник О.С. Габриеляна для 11 класса, профильный уровень. Его содержание отражает требования ЕГЭ. Из дополнительной литературы могу посоветовать учебное пособие «Начало химии», авторы Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, В.А. Попков. В нём представлен весь материал школьного курса химии, изложен доступно и интересно. Это пособие адресовано всем потенциальным абитуриентам химических направлений и медицинских специальностей.

Из категории тренировочных и дидактических материалов можно использовать любые пособия с индикатором ЕГЭ-2017. Все они содержат типовые тестовые задания. Причём сейчас продаются как тематические тренинги, в которых на типовых примерах отрабатываются отдельные темы, так и полные варианты тестов. Однако, хочу обратить внимание на то, что в тестах довольно часто встречаются ошибки как в заданиях, так и в ответах. Поэтому все спорные вопросы лучше всего обсуждать с учителем.

Из опыта замечу, что многие выпускники готовятся исключительно по тестам. Они считают, что если прорешают много вариантов, то «набьют руку» и напишут ЕГЭ хорошо. Это ошибочное заблуждение. Механически отвечая на типовые вопросы, выучить химию невозможно. Да и нет гарантии, что на экзамене будут такие же вопросы. Лучше всего готовиться по учебникам и по школьным задачникам (их сейчас тоже много), а тестирование использовать только как проверку знаний.

Из задачников мне очень нравится серия, разработанная Н.Е. Кузнецовой и А.Н. Левкиным, для 8-11 классов. Здесь собраны действительно интересные задачи, которые проверяют не только знания, но и формируют логическое мышление.

Сайтов сейчас тоже много, но у меня вызывает доверие только fipi.ru. Это официальный сайт разработчиков ЕГЭ и ОГЭ, поэтому на нём представлена выверенная информация.

Обратите внимание

– Если говорить в целом, я бы рекомендовала посмотреть механизмы протекания химических реакций в органических соединениях. Хорошо бы вспомнить и систематизировать качественные реакции на катионы и анионы, а также на органические соединения. Нужно посмотреть прикладную химию, особенно научные принципы химических производств. Ну и, конечно, решать расчётные задачи. Практика показывает, что именно в задачах школьники испытывают трудности.

Очень часто ребята не вникают в суть задания и поэтому отвечают неправильно (хотя вопрос вроде бы лёгкий). Нередко такое бывает в вопросах, связанных с темами «Химическая связь», «Периодический закон».

Бывает, нарушается порядок цифр в ответе (это касается вопросов, в которых важна последовательность выбранных ответов), либо неправильное округление окончательного результата в заданиях 28 или 29. В них всегда пишется, с какой точностью нужно записать ответ. И если записан он неверно, то ответ не засчитывается даже при условии правильного решения.

Ну и конечно больше всего ошибок в ответах на задания второй части. Например, в ответе на 30-й вопрос школьники забывают указывать окислитель и восстановитель, а это значит минус 1 балл как минимум.

Другой пример. В ответах на вопросы №№ 31 и 32 предполагаются уравнения реакций. Обычно каждая реакция приносит по 1 баллу, но только если она написана правильно, уравнена и указаны условия её протекания. Случается, что выпускники пишут только саму реакцию, а про условия забывают. Иногда и уравнивать забывают. И реакция не засчитывается.

А если речь идёт о реакциях с участием органических соединений (задание 32), то эти соединения нужно писать структурно и выделять те группы, которые непосредственно участвуют в реакции.

В задании 33 (а это комплексная расчётная задача) очень часто в расчётах не учитываются такие факторы, как выпадение осадка или выделение газа. В таких задачах обычно требуется рассчитать концентрацию какого-то вещества (чаще всего продукта) в конечном растворе. Большинство школьников правильно рассчитывают массу этого вещества, а вот при расчёте массы раствора не учитывают то, что осадки или газы в состав раствора не входят и на его массу, соответственно, не влияют. В итоге задача считается решённой наполовину.

Я бы посоветовала, во-первых, внимательно и не спеша читать задание, а, во-вторых, чётко и аккуратно оформлять ответы на задания второй части теста.

Как запомнить формулы?

– Для того, чтобы запомнить формулы, нужно чаще ими пользоваться -- записывать уравнения реакций, решать задачи и т.д. Тогда они автоматически запомнятся. Старайтесь чаще проговаривать названия веществ. Хорошо помогают запоминать формулы химические диктанты. Можно попросить учителя или одноклассника составить список из названий химических веществ и под диктовку записать их формулы. При этом на запись формулы одного вещества должно отводиться от 1 минуты до 30 секунд.

Нужно обращать внимание и на тривиальные (бытовые) названия веществ, так как они также используются в тестах. Например, у химического названия гидрата сульфата кальция есть тривиальное – алебастр.

Как распределить время на экзамене?

-- Не торопитесь и выполняйте задания в спокойном темпе. Лучше сначала сделать первую часть, а затем вторую. Если на какие-то вопросы вы не можете ответить, то лучше их пропустить и решать дальше. К ним можно будет вернуться после того, как будет решен весь тест. И обязательно нужно оставить хотя бы 30 минут на проверку и не спеша (!) перенести ответы в соответствующие бланки.

Успехов на экзамене!