Задание 24 ЕГЭ по химии: решения ФИПИ с ответами по шагам

Для различения растворов $\mathrm{NaOH}$ и $\mathrm{Na_2S}$ добавляют концентрированную серную кислоту. С щёлочью происходит нейтрализация, а сульфид при подкислении выделяет сероводород.

Раствор $\mathrm{Na_3PO_4}$ имеет щелочную реакцию среды вследствие гидролиза, поэтому фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет. Раствор $\mathrm{H_3PO_4}$ такой окраски не даёт.

Фенол реагирует с раствором $\mathrm{FeCl_3}$ с образованием окрашенного комплексного соединения, поэтому появляется фиолетовая окраска.$$А — 3$$

Пентен-2 присоединяет бром по двойной связи, поэтому бромная вода обесцвечивается.$$Б — 1$$

В реакции $\mathrm{Ba(OH)_2}$ с $\mathrm{HNO_3}$ образуются растворимые $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$ и вода. Видимых признаков реакции нет.$$\mathrm{Ba(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + 2H_2O}$$

Гидроксид меди(II) растворяется в азотной кислоте. В растворе образуется голубая соль меди(II) — $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$.$$\mathrm{Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O}$$

Фенол с раствором $\mathrm{FeCl_3}$ образует окрашенное комплексное соединение, а анилин такой реакции не даёт. Поэтому А — 4.$$3\mathrm{C_6H_5OH}+\mathrm{FeCl_3}\rightarrow \mathrm{Fe(OC_6H_5)_3}+3\mathrm{HCl}$$

Винилацетилен является терминальным алкином и реагирует с аммиачным раствором оксида серебра с образованием ацетиленида серебра. Этилен этой реакции не даёт. Поэтому Б — 2.$$\mathrm{CH_2{=}CH{-}C{\equiv}CH}+ [\mathrm{Ag(NH_3)_2}]\mathrm{OH}\rightarrow \mathrm{CH_2{=}CH{-}C{\equiv}CAg}\downarrow$$

Метан не реагирует с бромной водой в обычных условиях, а пропилен обесцвечивает её вследствие реакции присоединения по двойной связи.

Этилен и ацетилен оба обесцвечивают бромную воду, поэтому для их различения используют аммиачный раствор оксида серебра. Ацетилен образует ацетиленид серебра, а этилен не реагирует.

Этилен содержит двойную связь и присоединяет бром. Бромная вода при этом обесцвечивается.$$\mathrm{CH_2{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br{-}CH_2Br}$$

Этиленгликоль является многоатомным спиртом. С гидроксидом меди(II) он образует растворимое комплексное соединение синего цвета.

Гидроксид меди(II) реагирует с бромоводородной кислотой. Осадок $\mathrm{Cu(OH)_2}$ растворяется с образованием растворимой соли меди(II) и воды.$$\mathrm{Cu(OH)_2 + 2HBr \rightarrow CuBr_2 + 2H_2O}$$

Гидроксид алюминия амфотерен и растворяется в растворе щёлочи с образованием растворимого алюмината.$$\mathrm{Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]}$$

Для различения $\mathrm{HNO_3}$ и $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$ добавляют раствор сульфата алюминия. В растворе соли бария образуется белый осадок сульфата бария, а с азотной кислотой видимого осадка нет.$$\mathrm{Ba^{2+}+SO_4^{2-}\rightarrow BaSO_4\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{MgBr_2}$ и $\mathrm{Mg(NO_3)_2}$ используют нитрат серебра. Бромид-ионы образуют светло-жёлтый осадок бромида серебра, а нитрат-ионы осадка не образуют.$$\mathrm{Ag^+ + Br^-\rightarrow AgBr\downarrow}$$

Для пары А добавление соляной кислоты к сульфиту приводит к выделению диоксида серы, а сульфат с видимым признаком не реагирует.$$\mathrm{SO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow SO_2\uparrow + H_2O}$$

Аммиачная вода осаждает гидроксид алюминия из раствора бромида алюминия, но не даёт такого осадка с нитратом лития.$$\mathrm{Al^{3+} + 3NH_3\cdot H_2O \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NH_4^+}$$

В паре «пропанон и гексен-2» гексен-2 содержит двойную связь и обесцвечивает раствор брома, а пропанон в этих условиях не реагирует.$$\mathrm{CH_3COCH_3 + Br_2 \nrightarrow;\quad CH_3CH=CHCH_2CH_2CH_3 + Br_2 \rightarrow CH_3CHBrCHBrCH_2CH_2CH_3}$$

Фенол реагирует с гидроксидом калия с образованием фенолята калия, а толуол с $\mathrm{KOH}$ не реагирует.$$\mathrm{C_6H_5OH + KOH \rightarrow C_6H_5OK + H_2O}$$

К растворам $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{K_2SO_3}$ добавляют разбавленную серную кислоту. Сульфит реагирует с кислотой с выделением $\mathrm{SO_2}$, тогда как при взаимодействии с $\mathrm{KOH}$ происходит нейтрализация.$$\mathrm{K_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O}$$

Раствор $\mathrm{KClO}$ вследствие гидролиза имеет щелочную среду и окрашивает фенолфталеин, а раствор сильной кислоты $\mathrm{HClO_4}$ остаётся бесцветным.$$\mathrm{ClO^- + H_2O \rightleftharpoons HClO + OH^-}$$

Разбавленная азотная кислота окисляет медь, а разбавленная серная кислота с медью не реагирует. Поэтому для различения растворов кислот используют медь.

Иодид-ионы восстанавливают ионы меди(II) до иодида меди(I), при этом выделяется йод. С соляной кислотой такая реакция не происходит.

Уксусная кислота реагирует с нерастворимым гидроксидом магния. Осадок $\mathrm{Mg(OH)_2}$ растворяется:$$2\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{Mg(OH)_2} \rightarrow \mathrm{Mg(CH_3COO)_2} + 2\mathrm{H_2O}$$

При взаимодействии стеарата калия с гидрокарбонатом кальция образуется нерастворимый стеарат кальция, поэтому наблюдается осадок:$$2\mathrm{C_{17}H_{35}COOK} + \mathrm{Ca(HCO_3)_2} \rightarrow \mathrm{(C_{17}H_{35}COO)_2Ca}\downarrow + 2\mathrm{KHCO_3}$$

При смешивании растворов нитрата серебра и иодида натрия образуется жёлтый осадок иодида серебра, поэтому наблюдается образование окрашенного осадка.$$\mathrm{AgNO_3 + NaI \rightarrow AgI\downarrow + NaNO_3}$$

Ионы железа(III) реагируют с гидроксид-ионами с образованием бурого осадка гидроксида железа(III), поэтому признак реакции — образование окрашенного осадка.$$\mathrm{2FeCl_3 + 3Ba(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3BaCl_2}$$

К растворам $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ и $\mathrm{MgSO_4}$ добавляют $\mathrm{KOH}$. В обоих случаях образуются осадки гидроксидов, но $\mathrm{Al(OH)_3}$ растворяется в избытке щёлочи, поскольку является амфотерным, а $\mathrm{Mg(OH)_2}$ не…$$\mathrm{Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-}$$

Растворы $\mathrm{NaCl}$ и $\mathrm{NaI}$ различают с помощью $\mathrm{AgNO_3}$. Образуются осадки разного цвета: $\mathrm{AgCl}$ — белый, $\mathrm{AgI}$ — жёлтый.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow};\quad \mathrm{Ag^+ + I^- \rightarrow AgI\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{MgCl_2}$ и $\mathrm{Mg(NO_3)_2}$ добавляют раствор $\mathrm{AgNO_3}$. С хлоридом образуется белый осадок $\mathrm{AgCl}$, а с нитратом реакции осаждения нет.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Раствор $\mathrm{NaOH}$ различает $\mathrm{Na_2SO_3}$ и $\mathrm{MgSO_4}$: с сульфатом магния образуется осадок $\mathrm{Mg(OH)_2}$.$$\mathrm{Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow}$$

Циклогексен содержит двойную связь. При окислении перманганатом калия раствор обесцвечивается.$$\mathrm{C_6H_{10} + [O] \xrightarrow{KMnO_4,\ H^+} products}$$

Изопрен — непредельный углеводород с двойными связями. Он присоединяет бром, поэтому бромная вода обесцвечивается.$$\mathrm{C_5H_8 + Br_2 \rightarrow C_5H_8Br_2}$$

Гидроксид алюминия амфотерен и растворяется в растворе щёлочи с образованием растворимого алюмината.$$\mathrm{Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]}$$

Карбонат калия реагирует с азотной кислотой, при этом выделяется бесцветный углекислый газ.$$\mathrm{K_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow}$$

Бутадиен-1,3 содержит двойные связи и вступает в реакцию присоединения с бромом. Бромная вода обесцвечивается.$$\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br{-}CHBr{-}CH{=}CH_2}$$

Пропаналь — альдегид. При нагревании он восстанавливает гидроксид меди(II) до оксида меди(I), который выпадает в виде кирпично-красного осадка.$$\mathrm{CH_3CH_2CHO + 2Cu(OH)_2 \rightarrow CH_3CH_2COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O}$$

Гидроксид цинка является амфотерным и растворяется в растворе щёлочи с образованием растворимого цинката.$$\mathrm{Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]}$$

Сульфит натрия реагирует с серной кислотой с выделением сернистого газа.$$\mathrm{Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O}$$