Задание №29 ЕГЭ по химии в том формате, в котором оно сейчас представлено, ведет свои истоки с 2018 года. На заре развития этого задания нам предлагали просто составить любую ОВР из предложенного списка веществ. Но время идет и задание меняется, с одной стороны кажется, что оно становится сложнее, а с другой стороны можно сказать, что там стали просто попадаться реакции, которые раньше не попадались.
Один из таких типов реакций это реакции СОПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ, когда окислитель и восстановитель содержат один и тот же элемент, но в разных степенях окисления.
Разберем случаи, когда возможно сопропорционирование в рамках задания №29.
А так же разберем 2 примера задания №29, одно из них появилось в ЕГЭ 2023 года, а второе в варианте ЕГЭ КР от декабря 2023 года.
Итак, среди каких элементов мы будем выбирать? Среди тех, у которых есть несколько степеней окисления отличных от нуля.
Это МАРГАНЕЦ, ХРОМ, АЗОТ, СЕРА, ЖЕЛЕЗО, МЕДЬ, БРОМ/ЙОД.
Напишем какие схемы реакций сопропорционирования возможны по каждому элементу в рамках 29 задания ЕГЭ по химии:
1) МАРГАНЕЦ - Mn⁺² и Mn⁺⁷ (или Mn⁺⁶) переходят оба в MnO₂:
пример соединений и схема возможной реакции
MnSO₄ + KMnO₄ + H₂O → MnO₂ +...
2) ХРОМ - Cr⁺² и Cr⁺⁶ переходят оба в Cr⁺³:
примеры соединений и схемы возможных реакций
CrCl₂ + K₂Cr₂O₇ + HCl → CrCl₃ +...
CrCl₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂O → Cr(OH)₃ +...
*еще реакция возможна в щелочной среде, с образованием комплекса, но т.к. во второй части не попадается гидроксо-комплекс хрома, то эту реакцию рассматривать не будем.
3) АЗОТ - N⁻³ и N⁺³ переходят оба в N₂⁰:
пример соединений и схема возможной реакции
NaNO₂ + NH₄Br → N₂ +...
*редкие реакции сопропорционирования у азота
N₂O + NH₃ → N₂ + H₂O
NO + NO₂ + NaOH → NaNO₂ + H₂O
4) СЕРА -
S⁻² и S⁺⁴ переходят оба в S⁰:
пример соединений и схема возможной реакции
H₂S + SO₂ → S + H₂O
S⁰ и S⁺⁶ переходят оба в S⁺⁴:
пример соединений и схема возможной реакции
S + H₂SO₄ → SO₂ + H₂O
5) ЖЕЛЕЗО - Fe⁰ и Fe⁺³ переходят оба в Fe⁺²:
примеры соединений и схемы возможных реакций
Fe + Fe₂O₃ → FeO
Fe + FeCl₃→ FeCl₂
6) МЕДЬ - Cu⁰ и Cu⁺² переходят оба в Cu⁺¹:
пример соединений и схема возможной реакции
Cu + CuO → Cu₂O
7) БРОМ/ЙОД - Br⁺⁵ и Br⁻¹/ I⁺⁵ и I⁻¹ переходят оба в Br₂⁰/I₂⁰
примеры соединений и схемы возможных реакций
NaBr + NaBrO₃ + H₂SO₄ → Br₂ +Na₂SO₄ +H₂O
HI + HIO₃ → I₂+H₂O
Посмотрим некоторые пункты на примерах, которые уже попадались на ЕГЭ:
Пример №1:
1. Напишем список веществ:
H₂S, (NH₄)₂CO₃, CrSO₄, H₂SO₄, NaCl, K₂Cr₂O₇
2. Определим окислители и восстановители, среда
окислители: K₂Cr₂O₇, H₂SO₄
восстановители: H₂S, CrSO₄
среда: H₂О, H₂SO₄
3. Нам не подойдет как восстановитель H₂S, т.к. дает осадок S, поэтому берем в качестве восстановителя CrSO₄. По окислителю - нам не подойдет H₂SO₄, т.к. будет образовываться только одна соль, поэтому в качестве окислителя мы берем K₂Cr₂O₇. В качестве среды возьмем H₂SO₄, т.к. если взять H₂О, то будет выпадать осадок.
Схема нашей реакции будет следующая:
CrSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂О
Пример №2:
1. Напишем список веществ:
FeCl₂, MnCl₂, Cr₂O₃, NaOH, Zn(NO₃)₂, KMnO₄
2. Определим окислители и восстановители, среда
окислители: KMnO₄
восстановители: FeCl₂, MnCl₂, Cr₂O₃ (в щелочной среде)
среда: H₂О, NaOH
3. Нам не подойдет как восстановитель Cr₂O₃, т.к. в щелочной среде не образуются кислоты, поэтому мы можем взять в качестве восстановителя FeCl₂ или MnCl₂. По окислителю - у нас только KMnO₄. В качестве среды остается H₂О.
Нам надо написать 2 реакции, и выбрать более подходящую:
FeCl₂ + KMnO₄ + H₂О → FeCl₃ + KCl + MnO₂ + HCl - не подходит, т.к. образуется 2 соли, а в задании просят одну соль.
Значит в качестве восстановителя у нас будет MnCl₂ и схема нашей реакции будет следующая:
MnCl₂ + KMnO₄ + H₂О → KCl + MnO₂ + HCl
С одной стороны, рассуждения вполне логичны и в любом случае можно методом перебора и последовательного анализа найти реакцию, но увы на экзамене сложно сориентироваться и ребята выбирают по опыту - то что часто попадалось, а что не попадалось - значит невозможно. И вот реакции сопропорционирования очень редкие на ЕГЭ в 29 задании и поэтому морально сложно выбрать два вещества с одним и тем же элементом. Поэтому предлагаю повторить все случаи и не забывать о том, что они существуют и стали попадаться на экзамене!