Тапсырма 29 ЕГЭ по химия: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

Выбираем сероводород и хлор. При пропускании хлора через водный раствор сероводорода сера окисляется до серы в составе серной кислоты, а хлор восстанавливается до хлороводорода.$$\mathrm{H_2S + 4Cl_2 + 4H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 8HCl}$$

Определяем изменения степеней окисления: сера изменяет степень окисления с $-2$ до $+6$, хлор — с $0$ до $-1$.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-}$$

Выбираем сульфид меди(II) и азотную кислоту. В реакции образуется раствор нитрата меди(II), окрашенный в голубой цвет.

Определяем изменения степеней окисления: сера в $\mathrm{CuS}$ окисляется от $-2$ до $+6$, а азот в $\mathrm{HNO_3}$ восстанавливается от $+5$ до $+4$ в $\mathrm{NO_2}$.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем перманганат калия и хлорид марганца(II). В реакции образуются оксид марганца(IV), хлорид калия и соляная кислота.$$\mathrm{KMnO_4}+\mathrm{MnCl_2}+\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{MnO_2}+\mathrm{KCl}+\mathrm{HCl}$$

Определяем изменения степеней окисления марганца: марганец в перманганате восстанавливается с $+7$ до $+4$, а марганец в хлориде окисляется с $+2$ до $+4$.$$2\mathrm{Mn}^{+7}+6e^-\rightarrow2\mathrm{Mn}^{+4};\quad 3\mathrm{Mn}^{+2}-6e^-\rightarrow3\mathrm{Mn}^{+4}$$

Выбираем бромид натрия, нитрит натрия и серную кислоту. В кислой среде бромид-ионы окисляются до простого вещества — брома, а нитрит-ионы восстанавливаются до газообразного оксида азота(II).$$2\mathrm{NaBr} + 2\mathrm{NaNO_2} + 2\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Br_2} + 2\mathrm{NO}\uparrow + 2\mathrm{Na_2SO_4} + 2\mathrm{H_2O}$$

Записываем процесс окисления бромид-иона: степень окисления брома изменяется с $-1$ до $0$.$$2\mathrm{Br^-} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Br_2}$$

Выбираем оксид серы(IV) и азотную кислоту. В реакции с концентрированной азотной кислотой оксид серы(IV) окисляется до серной кислоты, а азот в составе азотной кислоты восстанавливается до степени окисления $+4$ в оксиде азота(IV).$$2\mathrm{HNO_3} + \mathrm{SO_2} \rightarrow \mathrm{H_2SO_4} + 2\mathrm{NO_2}\uparrow$$

Определяем изменения степеней окисления: сера повышает степень окисления с $+4$ до $+6$, а азот понижает её с $+5$ до $+4$.$$\mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем перманганат калия, пероксид водорода и серную кислоту. В кислой среде перманганат-ион восстанавливается до ионов марганца(II), а пероксид водорода окисляется с выделением кислорода.$$2\mathrm{KMnO_4}+5\mathrm{H_2O_2}+3\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 2\mathrm{MnSO_4}+\mathrm{K_2SO_4}+5\mathrm{O_2}\uparrow+8\mathrm{H_2O}$$

Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, а кислород в пероксиде водорода окисляется с $-1$ до $0$.$$\mathrm{Mn^{+7}+5e^-\rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2O^{-1}-2e^- ightarrow O_2^0}$$

Жёлтую окраску раствору придаёт хромат калия $\mathrm{K_2CrO_4}$. Его можно получить окислением гидроксида хрома(III) пероксидом водорода в щелочной среде.$$2\mathrm{Cr(OH)_3}+3\mathrm{H_2O_2}+4\mathrm{KOH}\rightarrow2\mathrm{K_2CrO_4}+8\mathrm{H_2O}$$

Составляем электронный баланс: хром отдаёт электроны, а кислород пероксида водорода принимает электроны.$$\mathrm{Cr^{+3}}-3e^-\rightarrow\mathrm{Cr^{+6}}\quad(2)\\\mathrm{O^{-1}}+e^-\rightarrow\mathrm{O^{-2}}\quad(6)$$

Выбираем нитрат железа(III) и иодид натрия. В реакции ион $\mathrm{Fe^{3+}}$ восстанавливается до $\mathrm{Fe^{2+}}$, а иодид-ионы окисляются до простого вещества — иода.$$2\mathrm{Fe(NO_3)_3} + 6\mathrm{NaI} \rightarrow 2\mathrm{Fe(NO_3)_2} + 6\mathrm{NaNO_3} + \mathrm{I_2}$$

Записываем процесс окисления иодид-ионов.$$2\mathrm{I^-} - 2e^- \rightarrow \mathrm{I_2}$$

Выбираем гипохлорит калия, хлорид хрома(III) и гидроксид калия. Реакция протекает в щелочной среде: хром(III) окисляется до хрома(VI), входящего в состав хромата.$$3\mathrm{KClO}+2\mathrm{CrCl_3}+10\mathrm{KOH}\rightarrow2\mathrm{K_2CrO_4}+9\mathrm{KCl}+5\mathrm{H_2O}$$

Определяем изменения степеней окисления: хром повышает степень окисления с $+3$ до $+6$, а хлор в гипохлорите понижает её с $+1$ до $-1$.$$\mathrm{Cr^{+3}}\rightarrow\mathrm{Cr^{+6}}+3e^-;\quad \mathrm{Cl^{+1}}+2e^-\rightarrow\mathrm{Cl^{-1}}$$

Выбираем перманганат калия и оксид серы(IV). В реакции марганец в перманганате восстанавливается со степени окисления $+7$ до $+2$, а сера в $\mathrm{SO_2}$ окисляется со степени окисления $+4$ до $+6$.$$Mn^{+7} \rightarrow Mn^{+2};\quad S^{+4} \rightarrow S^{+6}$$

Составляем электронный баланс: атом марганца принимает пять электронов, атом серы отдаёт два электрона. Наименьшее общее кратное равно десяти.$$Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2};\quad S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6};\quad 2\mathrm{Mn} : 5\mathrm{S}$$

Выбираем сульфит натрия, бром и хлорид бария. Сульфит-ион окисляется до сульфат-иона, а образующийся сульфат бария выпадает в осадок. Бром восстанавливается до бромид-иона.$$S^{+4} \rightarrow S^{+6};\quad Br_2^0 \rightarrow 2Br^{-1}$$

Составляем электронный баланс: атом серы отдаёт два электрона, две атома брома принимают два электрона.$$S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6};\quad Br_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}$$

Выбираем сероводород и концентрированную азотную кислоту. В сероводороде сера имеет степень окисления $-2$, а в серной кислоте — $+6$, поэтому сера окисляется.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}}$$

Азот в азотной кислоте имеет степень окисления $+5$ и восстанавливается до $+4$ в диоксиде азота.$$\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем сульфат железа(II), дихромат калия и серную кислоту. В кислой среде ионы железа(II) окисляются до ионов железа(III), а хром в дихромат-ионе восстанавливается с степени окисления $+6$ до $+3$.

Составляем электронный баланс: железо отдаёт один электрон, а каждый атом хрома принимает три электрона. Так как в дихромат-ионе два атома хрома, принимается шесть электронов.$$\mathrm{Fe^{2+} - e^- \rightarrow Fe^{3+}}\quad (6)\\\mathrm{Cr^{+6} + 3e^- \rightarrow Cr^{+3}}\quad (2)$$

Выбираем сульфат железа(II), дихромат калия, серную кислоту и карбонат аммония. В кислой среде дихромат окисляет ионы железа(II) до ионов железа(III), а карбонат аммония взаимодействует с серной кислотой.

Составляем электронный баланс: железо повышает степень окисления с $+2$ до $+3$, а хром понижает степень окисления с $+6$ до $+3$.$$\mathrm{Fe^{2+}}-e^-\rightarrow\mathrm{Fe^{3+}}\quad\times 6;\qquad \mathrm{Cr^{+6}}+3e^-\rightarrow\mathrm{Cr^{+3}}\quad\times 2$$

Выбираем сульфат железа(II), нитрит магния и серную кислоту. В кислой среде ионы $\mathrm{Fe^{2+}}$ окисляются до $\mathrm{Fe^{3+}}$, а нитрит-ионы восстанавливаются с образованием газа $\mathrm{NO}$.

Составляем электронный баланс: железо отдаёт электроны, азот в нитрит-ионе принимает электроны.$$\mathrm{Fe^{2+}}-e^-\rightarrow\mathrm{Fe^{3+}}\quad (2)\\\mathrm{N^{+3}}+e^-\rightarrow\mathrm{N^{+2}}\quad (2)$$

Окислителем является дихромат натрия: хром в дихромат-ионе изменяет степень окисления с $+6$ до $+3$. Восстановителем является бромид натрия: бром изменяет степень окисления с $-1$ до $0$.

Записываем уравнения процессов окисления и восстановления.$$\mathrm{2Br^- - 2e^- \rightarrow Br_2}$$

Выбираем оксид марганца(IV), иодид калия и серную кислоту. В кислой среде $\mathrm{MnO_2}$ проявляет окислительные свойства, а иодид-ионы являются восстановителем.

Определяем изменения степеней окисления: марганец в $\mathrm{MnO_2}$ восстанавливается с $+4$ до $+2$, а иод окисляется с $-1$ до $0$.$$\mathrm{Mn^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2I^- - 2e^- \rightarrow I_2}$$

Выбираем нитрит натрия и соляную кислоту. В кислой среде образуется нестойкая азотистая кислота, которая диспропорционирует с выделением оксида азота(II) и оксида азота(IV).$$2\mathrm{NaNO_2}+2\mathrm{HCl}\rightarrow \mathrm{NO}\uparrow+\mathrm{NO_2}\uparrow+2\mathrm{NaCl}+\mathrm{H_2O}$$

Степень окисления азота в нитрит-ионе равна +3. В молекуле $\mathrm{NO}$ она понижается до +2, а в $\mathrm{NO_2}$ повышается до +4.$$\mathrm{N^{+3}}+e^-\rightarrow\mathrm{N^{+2}};\quad \mathrm{N^{+3}}-e^-\rightarrow\mathrm{N^{+4}}$$

Выбираем оксид меди(I) и серную кислоту: $\mathrm{Cu_2O}$ и $\mathrm{H_2SO_4}$. В реакции образуются газообразный оксид серы(IV) $\mathrm{SO_2}$ и раствор одной соли $\mathrm{CuSO_4}$.

Определяем изменения степеней окисления. Медь в $\mathrm{Cu_2O}$ окисляется от $+1$ до $+2$, а сера в серной кислоте восстанавливается от $+6$ до $+4$.$$\mathrm{Cu^{+1} \rightarrow Cu^{+2};\quad S^{+6} \rightarrow S^{+4}}$$

Выбираем перманганат калия и иодид калия. Перманганат-ион содержит марганец в степени окисления $+7$ и может восстанавливаться, а иодид-ион содержит йод в степени окисления $-1$ и может окисляться.

В нейтральной водной среде марганец восстанавливается до диоксида марганца, а иодид-ионы окисляются до молекулярного йода.$$2\mathrm{KMnO_4}+6\mathrm{KI}+4\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{MnO_2}+3\mathrm{I_2}+8\mathrm{KOH}$$