21 задание ОГЭ по химии: гидролиз и электролиз
Чтобы решить задание № 21 из учебного каталога по теме «Электролиз. Гидролиз солей», сначала определи, какой процесс описан: взаимодействие соли с водой или реакция под действием электрического тока. Ниже ты разберёшь алгоритмы для обоих случаев, научишься определять среду раствора и проверять запись ответа.
Что проверить перед решением задания № 21
Если ты ищешь 21 задание ОГЭ по химии, сверяй не только номер, но и содержание условия. В этой статье разбирается тема, указанная в учебном каталоге: электролиз и гидролиз солей. Номер в каталоге сам по себе не подтверждает, что в официальном варианте ОГЭ под ним проверяют именно эти знания.
Для проверки открой сайт ФИПИ, раздел ОГЭ, затем раздел с демоверсиями, спецификациями и кодификаторами и выбери химию текущего года. В демоверсии посмотри формулировку задания № 21, в спецификации — проверяемые умения и формат ответа, в кодификаторе — содержание подготовки. Если темы различаются, используй эту статью как разбор гидролиза и электролиза.
Перед вычислениями и рассуждениями выдели глагол в условии: «выбери», «выпиши», «назови». Затем отметь ограничения: сколько веществ требуется, в каком порядке их записать, нужны номера или слова. Правильное химическое рассуждение ещё нужно перевести в требуемую форму ответа.
Как определить, подвергается ли соль гидролизу
Гидролиз соли — взаимодействие её ионов с водой, которое может менять кислотность раствора. Для обычных средних солей начни с двух вопросов: какому основанию соответствует катион и какой кислоте соответствует анион. Формально восстанови исходные вещества и оцени их силу.
К сильным основаниям в школьных задачах относят, например, NaOH, KOH и LiOH, к сильным кислотам — HCl, HNO3 и H2SO4. Слабыми считаются угольная и уксусная кислоты; Al(OH)3 — амфотерный гидроксид, не относящийся к сильным основаниям. Эти ориентиры помогают разобрать соли в примере ниже.
Не определяй силу основания по активности металла. Она связана со свойствами гидроксида. Также не считай любую растворимую соль нейтральной: растворимость показывает, образуется ли раствор, а гидролиз объясняет взаимодействие растворённых ионов с водой.
- Раздели формулу соли на катион и анион, сохранив их заряды.
- Сопоставь катиону соответствующий гидроксид, а аниону — кислоту.
- Если основание и кислота сильные, в школьной модели соль гидролизу не подвергается, среда нейтральная.
- Если основание сильное, а кислота слабая, гидролиз идёт по аниону, среда щелочная.
- Если основание слабое, а кислота сильная, гидролиз идёт по катиону, среда кислая.
- Если оба исходных вещества слабые, не выбирай среду автоматически: нужны сведения об их относительной силе или дополнительные условия.
Пример задания из банка «Ранга»
Этот пример поможет применить алгоритм гидролиза к списку солей и проверить сразу два условия: отсутствие гидролиза и нейтральную среду. Сначала обоснуй выбор для каждого вещества, затем сверь ответ и его запись с условием.
Условие. Даны соли: 1) K2CO3, 2) NaCl, 3) AlCl3, 4) Li2SO4, 5) KNO3. Выпиши номера трёх солей, которые гидролизу не подвергаются, а их растворы имеют нейтральную среду, в порядке возрастания без пробелов.
Показать ответ и решение
- Способ: если и основание, и кислота сильные, ни катион, ни анион воду не связывают, равновесие воды не сдвигается и среда остаётся нейтральной.
- Первый шаг: проверить силу основания по катиону и силу кислоты по аниону для каждой позиции перечня.
Ответ: 245
Как связать гидролиз, среду раствора и индикатор
После определения гидролиза сделай отдельный вывод о среде. При гидролизе по аниону в растворе накапливаются гидроксид-ионы OH−. При гидролизе по катиону возрастает содержание ионов H+. Не смешивай эти выводы с зарядом исходного иона: отрицательно заряженный анион не делает раствор кислым только из-за знака заряда.
Для нейтральной среды при обычной школьной температуре используют ориентир pH около 7. Кислой среде соответствует pH ниже 7, щелочной — выше 7. Точное значение pH по одной формуле соли без концентрации и других данных обычно определить нельзя.
Если в условии есть индикатор, проверяй его окраску уже после вывода о среде. Лакмус в кислой среде красный, в нейтральной фиолетовый, в щелочной синий. Фенолфталеин в кислой и нейтральной средах бесцветный, в обычном школьном опыте со щёлочью — малиновый. Поэтому бесцветный фенолфталеин сам по себе не доказывает нейтральность раствора.
- Запиши рядом с каждой солью три характеристики: исходные кислота и основание, тип гидролиза, среда.
- Если условие требует одновременно отсутствия гидролиза и нейтральной среды, проверь оба признака.
- Не считай нейтральную среду доказательством отсутствия любых взаимодействий с водой: пользуйся составом соли и принятой моделью задачи.
Электролиз: сначала условия, затем продукты
Электролиз — окислительно-восстановительный процесс под действием электрического тока. На катоде частицы принимают электроны, происходит восстановление. На аноде частицы отдают электроны, происходит окисление. В электролизёре катод соединён с отрицательным полюсом источника тока, анод — с положительным.
Сначала различи расплав и водный раствор. В расплаве нет воды, поэтому для обычной соли из катиона металла на катоде образуется металл. В растворе вода тоже может участвовать в электродных процессах, и переносить правило для расплава без проверки нельзя.
В водном растворе соли активного металла, например натрия или калия, на катоде выделяется водород, а соответствующий металл не получается. Для катионов металлов, стоящих в ряду активности после водорода, в типичных школьных условиях ожидают выделение металла. Для промежуточных случаев учитывай принятую в задании схему и условия: возможно совместное выделение металла и водорода.
На инертном аноде хлорид-, бромид- и иодид-ионы могут окисляться до соответствующих галогенов. В типичных школьных задачах с сульфатами и нитратами окисляется вода и выделяется кислород. Фторид-ионы в водном растворе не дают фтор по аналогии с другими галогенидами. Если анод растворимый, нужно учитывать окисление материала самого электрода.
- Подчеркни агрегатное состояние: расплав или раствор.
- Найди указание на материал электродов.
- Отдельно определи процесс на катоде и процесс на аноде.
- Проверь баланс атомов и зарядов в полуреакциях, если они требуются.
Типичные ошибки и проверка ответа
Частая ошибка при гидролизе — считать все соли нейтральными, потому что они получены из кислоты и основания. Но нейтрализация при получении вещества не означает нейтральную среду его раствора. Решение зависит от силы исходных кислоты и основания.
Другая ошибка — узнавать знакомую формулу и сразу выписывать её номер. Сначала обработай весь список по одному алгоритму. Это помогает заметить вещество, которое похоже на нужное, но не удовлетворяет одному из условий.
При электролизе проверяй, не перенёс ли ты вывод для расплава на водный раствор и не перепутал ли электроды. Удобная опора: катод — восстановление, анод — окисление. Если записываешь электронное уравнение, электроны при восстановлении стоят слева, при окислении — справа.
- Прочитай условие повторно и проверь каждое ограничение.
- Убедись, что выбранное количество веществ соответствует требованию.
- Если нужны номера по возрастанию, упорядочи их перед переносом ответа.
- Если требуется слово, используй название нужного вещества или процесса, а не номер.
- Не добавляй пробелы, запятые и пояснения, если формат ответа их не предусматривает.
Как потренироваться и разобрать свои ошибки
Начни с короткой серии упражнений на гидролиз. Для каждой соли письменно укажи исходные кислоту и основание, их силу и среду раствора. После проверки отмечай причину ошибки: неверно определил кислотный остаток, забыл свойства гидроксида или перепутал среду. Следующее упражнение выбирай под эту причину.
Затем отдельно потренируй электролиз расплавов и растворов. При разборе ошибки возвращайся к конкретному условию: была ли вода, какой использовался анод, какие частицы могли принимать электроны. Не ограничивайся запоминанием названия продукта.
В «Ранге» можно пройти бесплатный тест и использовать тренажёр с проверкой ответа для дополнительной практики. Перед началом посмотри, какому экзамену и теме соответствуют выбранные задания. Возвращайся к ошибочным вопросам после перерыва и объясняй решение без подсказки.
Актуальный формат ОГЭ сверяй с материалами ФИПИ. Официальные сведения о проведении экзаменов ищи на сайте Рособрнадзора. Проверяй выбранный экзамен, предмет и год публикации: материалы по ЕГЭ не заменяют документы по ОГЭ.
Частые вопросы
Обязательно ли задание № 21 на ОГЭ посвящено гидролизу?
Номер в учебном каталоге не подтверждает тему официального задания. Открой демоверсию ОГЭ по химии текущего года на сайте ФИПИ и сопоставь условие со спецификацией.
Нужно ли писать уравнение гидролиза, если просят только номера солей?
В ответ записывай то, что требует условие. На черновике достаточно обоснованно определить исходные кислоту и основание, но при сомнении ионное уравнение поможет проверить среду.
Можно ли определить среду соли слабой кислоты и слабого основания?
Только по признаку «оба слабые» сделать однозначный вывод нельзя. Среда зависит от соотношения их кислотных и основных свойств; используй дополнительные данные условия.
Почему при электролизе раствора иногда выделяется водород вместо металла?
В растворе помимо ионов соли присутствует вода, которая может восстанавливаться на катоде. Для солей активных металлов в обычных школьных условиях выделяется водород.
Что делать, если рассуждение верное, а ответ не принят?
Сверь количество выбранных веществ, порядок номеров и требуемый тип ответа. Затем проверь химическое основание каждого выбора: правильный формат не исправляет ошибку в определении гидролиза или продуктов электролиза.
Полезно по теме
Читать дальше
Проверить себя в тренажёре
Открывается тренировочное задание в формате ЕГЭ: условие видно сразу, краткий ответ проверяется без регистрации.
Решить задание в тренажёреМатериал — разъяснение «Ранг». Официальные правила экзамена, расписание, шкалы баллов и перечни заданий публикуют ФИПИ (fipi.ru) и Рособрнадзор (obrnadzor.gov.ru). Мы не обещаем конкретных баллов: результат зависит от твоей работы.