Подготовка к ЕГЭ по химии. Вопрос 26

Подготовка к ЕГЭ по химии. Вопрос 26

Уровень сложности задания – базовый;

Максимальный балл за выполнение задания – 1балл;

Примерное время выполнения задания – 5-7минут.

Проверяемые элементы содержания

Правила работы в лаборатории. Лабораторная посуда и оборудование. Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами, средствами бытовой химии. Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ. Понятие о металлургии: общие способы получения металлов. Общие научные принципы химического производства (на примере промышленного получения аммиака, серной кислоты, метанола). Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия. Природные источники углеводородов, их переработка. Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

Применение веществ

Аммиак широко используется как исходное азотсодержащее вещество в производстве удобрений. Аммиак используется при получении удобрения — аммиачной селитры.

Одно из основных применений метана — в качестве топлива.

Изопрен — исходный мономер при получении каучука.

Этилен может использоваться для различных целей, но из представленных вариантов наиболее подходящий — получение пластмасс. Из этилена получают полиэтилен.

Капролактам используется для получения капрона.

Пропан часто используют в качестве топлива.

Стирол применяют для получения полистирола. Стирол применяют почти исключительно для производства полимеров. Многочисленные виды полимеров на основе стирола включают полистирол, пенопласт (вспененный полистирол), модифицированные стиролом полиэфиры, пластики АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) и САН (стирол-акрилонитрил). Также стирол входит в состав напалма.

Пропилен используется для получения полипропилена.

Одно из основных применений полиэтилена — производство игрушек, пластиковых пакетов.

Глицерин применяют для получения динамита.

Гидроксид аммония — нашатырный спирт, применяют в медицине.

Оксид кремния используют для получения стекол.

Серу используют в процессе вулканизации резины.

Тетрахлорид углерода и ацетон — растворители.

Углерод является неотъемлемой составляющей стали (до 2,14 % масс.) и чугуна (более 2,14 % масс.), поэтому широко применяется в металлургии.

Большинство удобрений содержит азот, поэтому он широко используется в их производстве.

Уксусная кислота и уксусный ангидрид идут на выработку волокон. Более 60 % всей уксусной кислоты и около 95 % уксусного ангидрида расходуется па производство ацетилцеллюлозы и большая часть остального количества на производство сложных эфиров уксусной кислоты. Уксусная кислота используется в пищевой промышленности и стоит у многих дома на полках на кухне.

Растворы содержащие фосфорную кислоту используются для подкормки деревьев и кустарников осенью. Из фосфорной кислоты получают фосфаты, которые являются удобрениями.

Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь. Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для газопламенной резки и сварки металлов. Кислород, являясь сильным окислителем, используется при выплавке стали

Основной областью применения бензола является органический синтез производных, из которых впоследствии получают различные продукты, в том числе и пластмассы.

Хлор используется в производстве поливинилхлорида, пластикатов, синтетического каучука, из которых изготавливают: изоляцию для проводов, оконный профиль, упаковочные материалы, одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру и пенопласты, игрушки, детали приборов, строительные материалы. Производство органических растворителей, таких как хлороформ, дихлорметан, четыреххлористый углерод.

Азотная кислота используется для удобрений, так как большинство удобрений содержит азот.

Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла.

Карбонат натрия может использоваться для различных целей, но из представленных вариантов наиболее подходящий — производство стекла.

Углекислый газ используется в пищевой промышленности для разрыхления теста.

Аргон — благородный газ, инертен, поэтому используется для создание инертной атмосферы.

Озон — сильное дезинфицирующее средство, используется для очистки воды.

Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода.

Политетрафторэтилен, он же тефлон, используется при изготовлении тефлоновой посуды.

Изопреновый каучук может применяться при изготовлении резиновых изделий в сочетании с натуральным и другими синтетическими каучуками.

Поливинилхлорид применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства труб, пленок для натяжных потолков, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, для производства «виниловых» грампластинок, профилей для изготовления окон и дверей.

Благодаря сочетанию высоких механических и оптических качеств монолитный пластик применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков, фар, компьютеров, очков и светотехнических изделий.

Из полистиролов производят широчайшую гамму изделий, которые в первую очередь применяются в бытовой сфере деятельности человека (одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т. д).

Нефть используется для производства топлива.

Природный газ используют для получения тепла и энергии.

Водород используется при производстве аммиака

Бутадиен, вступая в реакцию полимеризации, используется для получения пластмасс

Разделение смесей

Смесь железа и цинка может быть разделена с помощью магнита.

Смесь воды и карбоната кальция может быть разделена фильтрованием.

Смесь этанола и сульфата бария может быть разделена фильтрованием.

Смесь бутанола и этанола может быть разделена перегонкой.

Хлорид лития и уголь могут быть разделены при обработке водой, так как хлорид лития растворим в воде, а уголь — нет. Далее уголь отфильтровывается, а раствор хлорида лития упаривается.

Жидкий азот и кислород разделяют фракционной перегонкой

Хлорида серебра и хлорид натрия могут быть разделены при обработке водой, так как хлорид натрия растворим в воде, а хлорид серебра — нет. Далее хлорид серебра отфильтровывается, а раствор хлорида натрия упаривается.

Гексан и вода разделяются декантацией, так как это 2 несмешивающиеся жидкости и делятся в делительной воронке.

Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.

Хлорида серебра и хлорид калия могут быть разделены при обработке водой.

Вода и изопропанол разделяются фракционной перегонкой.

Смесь железа и угля может быть разделена с помощью магнита.

Смесь воды и толуола может быть разделена декантацией.

Смесь воды и сульфата бария может быть разделена фильтрованием.

Смесь изопропанола и метанола может быть разделена фракционной перегонкой.

Хлорид натрия и полиэтилен могут быть разделены при обработке водой.

Жидкий азот и кислород разделяют фракционной перегонкой.

Сульфат бария и хлорид калия могут быть разделены при обработке водой.

Ацетон и изопропанол разделяются фракционной перегонкой.

Смесь воды и тетрахлорметана может быть разделена декантацией.

Смесь этанола и хлорида серебра может быть разделена фильтрованием.

Смесь цинка и кобольта может быть разделена с помощью магнита.

Смесь воды и ацетона может быть разделена фракционной перегонкой.

Углерод и хлорид калия можно разделить при обработке водой.

Изопропанол и ацетон разделяются фракционной перегонкой.

Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.

Никель и оксид алюминия могут быть разделены с помощью магнита.

Смесь железа и хлорида стронция может быть разделена с помощью магнита.

Смесь воды и фенола может быть разделена декантацией.

Смесь бутанола и этанола может быть разделена фракционной перегонкой.

Смесь воды и октана может быть разделена с помощью делительной воронки.

Смесь железа и меди может быть разделена с по­мо­щью маг­ни­та.

Смесь гексана и бензола может быть разделена фрак­ци­он­ной пе­ре­гон­кой.

Железо и магний можно разделить с по­мо­щью маг­ни­та.

Вода и ацетон разделяются фрак­ци­он­ной пе­ре­гон­кой.

Поваренная соль и кварцевый песок могут быть разделены при об­ра­бот­ке водой, филь­тро­ва­нии, вы­па­ри­ва­нии получившегося раствора.

Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.

Железо и нитрат калия можно разделить с помощью магнита.

Вода и этанол разделяются фракционной перегонкой.

Смесь воды и бензола может быть разделена декантацией.

Смесь железа и хлорида стронция может быть разделена с помощью магнита.

Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.

Сульфат бария и хлорид калия могут быть разделены при обработке водой.

Вода и пропанол разделяются фракционной перегонкой.

Смесь воды и тетрахлорметана может быть разделена декантацией.

Смесь алюминия и железа может быть разделена с помощью магнита.

Углерод и хлорид натрия можно разделить с помощью обработки водой.

Изопропанол и этанол разделяются фракционной перегонкой.

Получение веществ

Хлор — электролиз расплавов или растворов хлоридов.

Фтор — электролиз расплава фторида калия.

Кислород получают криогенной ректификацией воздуха.

Азот — фракционирование жидкого воздуха.

Перегонка (фракционирование) сжиженного воздуха используется для получения легких газов (азот, кислород).

Водород — получается из воды электролизом водных растворов электролитов или реакцией перегретого водяного пара с углем или метаном.

Электролизом воды можно получить чистые водород и кислород

Диоксид серы получается при обжиге пирита в качестве промежуточного вещества при синтезе серной кислоты.

Углекислый газ в промышленности получают из дымовых газов.

Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота. Сырьем является воздух.

Прокаливание фосфатов кальция с углем и диоксидом кремния — получение белого фосфора.

Каталитическое окисление диоксида серы в триоксид — одна из стадий получения серной кислоты

Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы под действием ферментов дрожжей и бактерий. Для получения этанола этим способом наиболее часто используют различные штаммы дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae, в качестве питательной среды предварительно обработанные древесные опилки и/или раствор, полученный из них. Брожением можно получить этанол.

Крекинг нефтепродуктов — получение бензина.

Основным промышленным методом получения этилена является пиролиз жидких дистиллятов нефти или низших насыщенных углеводородов.

Полиэтилен получают при полимеризации этилена.

Полипропилен получают при полимеризации пропилен.

Горение используется для получения тепловой энергии.

Этерификацией можно получить сложные эфиры.

Вулканизацией можно получить резину.

Полимеризация используется для получения пластмасс и резины.

Карбонат натрия (сода) используют в стекольном производстве.

Магнетитовые руды — главный тип железных руд. Является сырьем для чугуна.

Медь в основном получают из руды (халькопирит).

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими металлами, восстановление алюминия из руды более сложно в связи с его высокой реакционной способностью и с высокой температурой плавления большинства его руд (таких, как бокситы). Прямое восстановление углеродом применяться не может, потому что восстановительная способность алюминия выше, чем у углерода. Современный метод получения заключается в растворении оксида алюминия  в расплаве криолита  с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов.

В промышленности железо получают из железной руды, в основном из гематита () и магнетита ().

Существуют различные способы извлечения железа из руд. Наиболее распространённым является доменный процесс.

Первый этап производства — восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата подаются сверху, а снизу их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха. В печи углерод в виде кокса окисляется до монооксида углерода. Данный оксид образуется при горении в недостатке кислорода. В свою очередь, монооксид углерода восстанавливает железо из руды. Чтобы данная реакция шла быстрее, нагретый угарный газ пропускают через оксид железа (III). Железо в основном получают из руды (гематита). Железо можно получить из сульфидных руд (пирит).

Первым промышленным способом получения натрия была реакция восстановления карбоната натрия углем при нагревании тесной смеси этих веществ в железной ёмкости до 1000 °C (способ Девилля). С появлением электроэнергетики более практичным стал другой способ получения натрия — электролиз расплава едкого натра или хлорида натрия. В настоящее время электролиз — основной способ получения натрия.

В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав  коксом при температуре около 1800 °C в рудотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 %.

Аллотропия

Углерод –  алмаз, графит, графен, фуллерен, карбин, углеродные нанотрубки.

Сера — ромбическая (S₈, α-сера), моноклинная (S₈, β-сера), пластическая (S_∞)

Мышьяк — желтый (As₄), серый, чёрный.

Фосфор — белый (Р₄), красный (Р), черный (Р).

Кислород — кислород, озон.

Олово – белое (β-Sn), серое (α-Sn).

Мономер – полимер

Этилен является мономером при получении по­ли­эти­лена.

Хлорэтилен является мономером при получении по­ли­ви­нил­хло­рида.

Пропен является мономером при получении по­ли­про­пи­лена.

Пропилен является мономером при получении полипропилена.

Изопрен является мономером при получении каучука.

Бутадиен является мономером при получении каучука.

Стирол является мономером при получении полистирола.

Тетрафторэтилен является мономером при получении тефлона.

Терефталевая кислота является мономером при получении полиэтилентерефталата.

Капролактам является мономером при получении капрона.

Акриламид является мономером при получении полиакриламида.

Ацетилен является мономером при получении полиацетилена.

Винилбензол является мономером при получении поливинилбензола.

Винилбензол является мономером при получении по­ли­сти­рола.

Винилхлорид является мономером при получении поливинилхлорида.

Винилбромид является мономером при поливинилбромида.

Винилацетат является мономером при получении поливинилацетат.

Этиленоксид является мономером при получении полиэтиленгликоля.

Этиленгликоль является мономером при получении полиэтиленгликоля.

Метилметакрилат является мономером при получении полиметилметакрилата.

Полимеры

Установите соответствие между названием полимера и признаком его классификации:

признак	природный органический	неорганический	искусственный	синтетический
название	Лен Каучук Пенька Шелк Хлопок Шерсть	Базальт Асбест Стекловолокно Карбидное волокно  Борное волокно Оксидное волокно Карбидкремниевое волокно Вискозное волокно Кварцевое волокно	Вискозное волокно Ацетатное волокно Триацетатное волокно	Поливинилхлорид Капрон (поликапроамид) Полиэстер Лайкра Эластан Акрил Нейлон Винол Лавсан (полиэтилентерефталат)

Волокна делят на натуральные и химические (по происхождению).

К натуральным относят волокна, создаваемые природой, т. е волокна растительного (хлопок, лен, пенька) и животного (шерсть животных, коконный шелк тутового и дубового шелкопряда) происхождения.

Химические волокна подразделяют на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна получают путем химической переработки природных полимеров. Наибольшее применение в швейной промышленности имеют текстильные материалы на основе искусственных целлюлозных волокон, таких как вискозное, полинозное, медно-аммиачное, триацетатное, ацетатное.

Синтетические волокна получают путем химического синтеза полимеров. Это полиамидные, полиэфирные, полиуретановые волокна, а также полиакрилонитрильные (ПАН), поливинилхлоридные (ПВХ), поливинилспиртовые, полиолефиновые.

Неорганические волокна получают на основе химических элементов (бора, металлов), оксидов (), карбидов (), нитридов (), смесей указанных соединений (например, различных оксидов или карбидов).

Химическая посуда и аппараты

Пробирка используется для проведения химических реакций.

Пипетка используется для отбора рас­тво­ра опре­де­лен­но­го объ­е­ма.

Бюретка используется для титрования.  Бюретка используется для точного измерения объема раствора, это нужно для точного определения концентраций растворов при титровании.

Мерная колба используется для приготовления раствора определенной концентрации.

Круглодонная колба используется как реакционная емкость для работы в вакууме. Нагревать раствор удобно в круглодонной колбе для равномерного прогрева вещества.

Химическая воронка с фильтром позволяет отделить твердое вещество от раствора. Отделить твердый осадок от раствора можно через фильтр.

Делительная воронка используется для раз­де­ле­ния не сме­ши­ва­ю­щих­ся жид­ко­стей.

 Хлоркальциевая трубка используется для осу­ше­ния газов.

Мерный цилиндр используется для из­ме­ре­ния объ­е­ма рас­тво­ров. 

Мерный стакан используется для измерения объема растворов.

Колба Бунзена используется для вакуумного фильтрования.

Колба Вюрца используется как со­став­ная часть при­бо­ра для пе­ре­гон­ки.

Фарфоровая ступка используется для измельчения твердых веществ.

В фарфоровом тигле в печи прокаливают твердые вещества.

Прямой холодильник используется как со­став­ная часть при­бо­ра для пе­ре­гон­ки.

Обратный холодильник используется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционный сосуд.

Фильтр Шотта используется для фильтрации под вакуумом.

С помощью аппарата Киппа получают водород.

Бюксы – это посуда для хранения твердых веществ.

ПРОЦЕСС

АППАРАТ

Перегонка нефти осуществляется в ректификационной колонне.

Натрий получают при электролизе в электролизере.

Аммиак получается при использовании принципа циркуляции в колонне синтеза.

 В печи для об­жи­га происходит окис­ле­ние пирита, в по­гло­ти­тель­ной башне - вза­и­мо­дей­ствие серного ан­гид­ри­да с сер­ной кислотой, в су­шиль­ной башне - сушка ди­ок­си­да серы. А окисление сернистого газа осуществляют в контактном аппарате.

В ко­лон­не син­те­за можно про­во­дить ре­ак­ции между га­зо­об­раз­ны­ми ве­ще­ства­ми, значит, используется в процессах получения метанола и аммиака.