Задание 31 ЕГЭ по химии 2025: Генетическая взаимосвязь неорганических веществ

Что проверяет задание

Задание 31 проверяет умение составлять уравнения реакций, отражающих генетическую взаимосвязь между различными классами неорганических соединений, а также понимание закономерностей химических превращений.

Обратите внимание: В задании 31 требуется составить уравнения реакций по заданной схеме превращений, включающей как простые вещества, так и соединения различных классов неорганических веществ.

Теоретические основы

Генетическая взаимосвязь неорганических веществ – это связь между различными классами неорганических соединений, основанная на их способности превращаться друг в друга в результате химических реакций.

Основные классы неорганических соединений

Простые вещества – вещества, состоящие из атомов одного химического элемента (металлы и неметаллы).
Оксиды – бинарные соединения элементов с кислородом:
- Основные оксиды (Na₂O, CaO) – образованы металлами в низких степенях окисления
- Кислотные оксиды (CO₂, SO₃) – образованы неметаллами или металлами в высоких степенях окисления
- Амфотерные оксиды (ZnO, Al₂O₃) – проявляют как основные, так и кислотные свойства
- Несолеобразующие оксиды (CO, NO) – не образуют соответствующих кислот или оснований
Основания – соединения, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп:
- Растворимые основания (щелочи): NaOH, KOH, Ba(OH)₂
- Нерастворимые основания: Cu(OH)₂, Fe(OH)₃
- Амфотерные гидроксиды: Al(OH)₃, Zn(OH)₂
Кислоты – соединения, содержащие атомы водорода, способные замещаться на атомы металла:
- Бескислородные кислоты: HCl, H₂S
- Кислородсодержащие кислоты: H₂SO₄, HNO₃
Соли – соединения, состоящие из атомов металла и кислотного остатка:
- Средние соли: NaCl, CaSO₄
- Кислые соли: NaHCO₃, KHSO₄
- Основные соли: (CuOH)₂CO₃, Al(OH)Cl₂
- Двойные соли: KAl(SO₄)₂
- Комплексные соли: K₃[Fe(CN)₆]

Генетические ряды металлов и неметаллов

Металл → Оксид металла → Гидроксид металла → Соль

Неметалл → Оксид неметалла → Кислота → Соль

Основные типы химических реакций

Тип реакции	Определение	Пример
Соединение	Из нескольких веществ образуется одно сложное вещество	2Na + Cl₂ → 2NaCl
Разложение	Из одного сложного вещества образуется несколько более простых веществ	2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
Замещение	Атомы простого вещества замещают атомы элемента в сложном веществе	Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
Обмен	Два сложных вещества обмениваются своими составными частями	AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃
Окислительно-восстановительные	Происходит изменение степеней окисления элементов	Cu + 4HNO₃(конц) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Алгоритм решения задания 31

Внимательно изучить схему превращений.
Определить исходные вещества, промежуточные продукты и конечные продукты.
Для каждого превращения определить тип реакции и условия ее протекания.
Составить уравнения реакций для каждого превращения.
Проверить правильность составленных уравнений (расстановка коэффициентов, баланс атомов и зарядов).

Особенности составления уравнений реакций

Определить реагенты и продукты реакции.
Записать формулы реагентов и продуктов.
Расставить коэффициенты для соблюдения закона сохранения массы.
Для окислительно-восстановительных реакций составить электронный баланс.
Для реакций ионного обмена учесть условия их протекания до конца.
Указать условия протекания реакции (температура, давление, катализатор), если они необходимы.

Примеры решения задания 31

Пример 1

Задание: Составьте уравнения реакций по следующей схеме превращений:

Fe → FeCl₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe

Решение:

1. Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Это реакция соединения. Железо взаимодействует с хлором с образованием хлорида железа(III).

2. FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

Это реакция обмена. Хлорид железа(III) взаимодействует с гидроксидом натрия с образованием нерастворимого гидроксида железа(III) и хлорида натрия.

3. 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

Это реакция разложения. Гидроксид железа(III) при нагревании разлагается на оксид железа(III) и воду.

4. Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

Это окислительно-восстановительная реакция. Оксид железа(III) восстанавливается до железа под действием угарного газа, который окисляется до углекислого газа.

Пример 2

Задание: Составьте уравнения реакций по следующей схеме превращений:

S → SO₂ → H₂SO₃ → Na₂SO₃ → Na₂SO₄

Решение:

1. S + O₂ → SO₂

Это реакция соединения. Сера сгорает в кислороде с образованием оксида серы(IV).

2. SO₂ + H₂O → H₂SO₃

Это реакция соединения. Оксид серы(IV) взаимодействует с водой с образованием сернистой кислоты.

3. H₂SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₃ + 2H₂O

Это реакция нейтрализации. Сернистая кислота взаимодействует с гидроксидом натрия с образованием сульфита натрия и воды.

4. 2Na₂SO₃ + O₂ → 2Na₂SO₄

Это окислительно-восстановительная реакция. Сульфит натрия окисляется кислородом до сульфата натрия.

Типичные ошибки при решении задания 31

Неправильное определение типа реакции. Внимательно анализируйте, какие изменения происходят с веществами.
Ошибки в расстановке коэффициентов. Проверяйте баланс атомов в левой и правой частях уравнения.
Неучет условий протекания реакций. Некоторые реакции требуют особых условий (нагревание, катализатор и т.д.).
Неправильное определение продуктов реакции. Учитывайте особенности взаимодействия веществ в различных условиях.
Ошибки в определении степеней окисления элементов. Это особенно важно для окислительно-восстановительных реакций.
Неучет особенностей взаимодействия концентрированных кислот с металлами. Продукты таких реакций могут отличаться от продуктов реакций с разбавленными кислотами.

Критерии оценивания задания 31

Содержание верного ответа и указания по оцениванию	Баллы
Правильно записаны четыре уравнения реакций	4
Правильно записаны три уравнения реакций	3
Правильно записаны два уравнения реакций	2
Правильно записано одно уравнение реакции	1
Все уравнения реакций записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Примечание: При оценивании учитывается правильность расстановки коэффициентов в уравнениях реакций и указание условий протекания реакций (если они необходимы).

Задание 31 ЕГЭ: ПРАКТИКА

Закрепите теорию на практике! Попробуйте решить несколько вариантов задания 31.

Начать практику (Задание 31)