Задание 30 ЕГЭ по химии: решения ФИПИ с ответами по шагам

Выбираем два вещества одного класса — соли: гидрокарбонат бария и сульфат калия.$$\mathrm{Ba(HCO_3)_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KHCO_3}$$

По таблице растворимости сульфат бария нерастворим, поэтому образуется осадок. Газ в данной реакции не выделяется.$$\mathrm{BaSO_4\downarrow}$$

Кислой солью из перечня является гидрокарбонат калия $\mathrm{KHCO_3}$, так как в составе кислотного остатка $\mathrm{HCO_3^-}$ сохраняется атом водорода. В качестве второго вещества выбираем нитрат алюминия $\mathrm{Al(NO_3)_3}$.

При взаимодействии ионов $\mathrm{Al^{3+}}$ и $\mathrm{HCO_3^-}$ образуется осадок гидроксида алюминия, а гидрокарбонат разлагается с выделением углекислого газа.

Сильным электролитом является карбонат натрия, так как это растворимая соль. Слабым электролитом является уксусная кислота.$$\mathrm{Na_2CO_3},\ \mathrm{CH_3COOH}$$

При взаимодействии карбоната с кислотой образуются ацетат натрия, вода и углекислый газ.$$\mathrm{Na_2CO_3 + 2CH_3COOH \rightarrow 2CH_3COONa + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Выбираем водные растворы сульфата железа(III) и гидроксида калия. В результате реакции образуется малорастворимый гидроксид железа(III), поэтому реакция ионного обмена протекает.$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 6KOH \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3K_2SO_4}$$

Записываем полное ионное уравнение, расписывая растворимые сильные электролиты на ионы.$$\mathrm{2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} + 6K^+ + 6OH^- \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 6K^+ + 3SO_4^{2-}}$$

В перечне есть ацетат бария, который в водном растворе диссоциирует с образованием ионов $\mathrm{Ba^{2+}}$. Гидросульфат калия является источником сульфат-ионов в результате ступенчатой диссоциации.$$\mathrm{Ba(CH_3COO)_2 \rightleftharpoons Ba^{2+} + 2CH_3COO^-}$$

Ионы бария и сульфат-ионы образуют малорастворимый белый сульфат бария.$$\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}$$

Кислой солью является гидрокарбонат магния, так как в составе его кислотного остатка содержится атом водорода: $\mathrm{Mg(HCO_3)_2}$.

Серная кислота реагирует с гидрокарбонатами: образуются растворимая соль, углекислый газ и вода. Осадок не образуется.$$\mathrm{Mg(HCO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2CO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Выбираем нитрат бария и сульфат железа(III), поскольку при их взаимодействии образуется малорастворимый сульфат бария.$$3\mathrm{Ba(NO_3)_2}+\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}\rightarrow3\mathrm{BaSO_4}\downarrow+2\mathrm{Fe(NO_3)_3}$$

Записываем полное ионное уравнение, распадаются на ионы все растворимые сильные электролиты.$$3\mathrm{Ba^{2+}}+6\mathrm{NO_3^-}+2\mathrm{Fe^{3+}}+3\mathrm{SO_4^{2-}}\rightarrow3\mathrm{BaSO_4}\downarrow+2\mathrm{Fe^{3+}}+6\mathrm{NO_3^-}$$

Выбираем серную кислоту и гидрокарбонат магния. При их взаимодействии образуется углекислый газ, поэтому реакция ионного обмена протекает до конца.

Записываем молекулярное уравнение и расставляем коэффициенты.$$\mathrm{H_2SO_4 + Mg(HCO_3)_2 \rightarrow MgSO_4 + 2CO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Выбираем карбонат аммония и серную кислоту. Реакция ионного обмена возможна, поскольку карбонат-ион связывается с ионами водорода с образованием углекислого газа и воды.

Записываем молекулярное уравнение реакции:$$\mathrm{(NH_4)_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Выбираем фторид серебра и иодид калия, поскольку при их взаимодействии образуется малорастворимый иодид серебра.$$\mathrm{AgF + KI \rightarrow AgI\downarrow + KF}$$

Записываем полное ионное уравнение, диссоциируя растворимые сильные электролиты.$$\mathrm{Ag^+ + F^- + K^+ + I^- \rightarrow AgI\downarrow + K^+ + F^-}$$

Выбираем гидрофосфат калия и бромид бария. В растворах они диссоциируют с образованием ионов $\mathrm{HPO_4^{2-}}$ и $\mathrm{Ba^{2+}}$, которые образуют белый осадок $\mathrm{BaHPO_4}$.$$\mathrm{K_2HPO_4(aq) + BaBr_2(aq) \rightarrow BaHPO_4(s)\downarrow + 2KBr(aq)}$$

Записываем полное ионное уравнение, расписывая растворимые сильные электролиты на ионы.$$\mathrm{2K^+(aq) + HPO_4^{2-}(aq) + Ba^{2+}(aq) + 2Br^-(aq) \rightarrow BaHPO_4(s)\downarrow + 2K^+(aq) + 2Br^-(aq)}$$

Выбираем азотную кислоту и гидрокарбонат аммония. Кислота реагирует с гидрокарбонатом с образованием углекислого газа.

Составляем молекулярное уравнение реакции:$$\mathrm{HNO_3 + NH_4HCO_3 \rightarrow NH_4NO_3 + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих их: азот в $\mathrm{NO}$ имеет степень окисления $+2$, а в $\mathrm{KNO_3}$ — $+5$; хлор в $\mathrm{KClO}$ имеет степень окисления $+1$, а в $\mathrm{KCl}$ — $-1$.$$\mathrm{N}^{+2} \rightarrow \mathrm{N}^{+5};\quad \mathrm{Cl}^{+1} \rightarrow \mathrm{Cl}^{-1}$$

Составляем электронный баланс. Азот окисляется и отдаёт 3 электрона, хлор восстанавливается и принимает 2 электрона. Наименьшее общее число электронов равно 6.$$2\mathrm{N}^{+2} - 6e^- \rightarrow 2\mathrm{N}^{+5};\quad 3\mathrm{Cl}^{+1} + 6e^- \rightarrow 3\mathrm{Cl}^{-1}$$

Выбираем гидроксид калия и гидрокарбонат кальция. В результате реакции образуется малорастворимый карбонат кальция, а газ не выделяется.$$\mathrm{Ca(HCO_3)_2 + 2KOH \rightarrow CaCO_3\downarrow + K_2CO_3 + 2H_2O}$$

Записываем полное ионное уравнение, расписывая растворимые сильные электролиты на ионы.$$\mathrm{Ca^{2+} + 2HCO_3^- + 2K^+ + 2OH^- \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2K^+ + CO_3^{2-} + 2H_2O}$$

Выбираем иодид натрия и ацетат серебра. В водных растворах они диссоциируют с образованием ионов $\mathrm{I^-}$ и $\mathrm{Ag^+}$.$$\mathrm{NaI \rightarrow Na^+ + I^-;\quad CH_3COOAg \rightarrow Ag^+ + CH_3COO^-}$$

Ионы серебра и иодид-ионы образуют малорастворимый осадок иодида серебра.$$\mathrm{Ag^+ + I^- \rightarrow AgI\downarrow}$$

Реакция ионного обмена возможна между карбонатом аммония и серной кислотой, поскольку в результате образуется газообразный углекислый газ.$$\mathrm{(NH_4)_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Записываем полное ионное уравнение, заменяя сильные растворимые электролиты на ионы.

Из перечня выбираем сульфид калия и ацетат железа(II). В растворах этих веществ присутствуют ионы $\mathrm{S^{2-}}$ и $\mathrm{Fe^{2+}}$, которые образуют малорастворимый сульфид железа(II).$$\mathrm{K_2S\rightarrow 2K^+ + S^{2-}};\quad \mathrm{Fe(CH_3COO)_2\rightarrow Fe^{2+}+2CH_3COO^-}$$

Записываем молекулярное уравнение реакции.$$\mathrm{Fe(CH_3COO)_2+K_2S\rightarrow FeS\downarrow+2KCH_3COO}$$

Выбираем дигидрофосфат магния и гидроксид калия. В результате реакции образуется малорастворимый гидроксид магния.$$\mathrm{Mg(H_2PO_4)_2 + 4KOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2K_2HPO_4 + 2H_2O}$$

Записываем полное ионное уравнение, диссоциируя растворимые сильные электролиты.$$\mathrm{Mg^{2+} + 2H_2PO_4^- + 4K^+ + 4OH^- \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 4K^+ + 2HPO_4^{2-} + 2H_2O}$$

Выбираем серную кислоту и сульфид калия. В реакции образуется газообразный сероводород, поэтому реакция ионного обмена протекает до конца.$$\mathrm{H_2SO_4 + K_2S \rightarrow K_2SO_4 + H_2S\uparrow}$$

Записываем полное ионное уравнение, представив сильные растворимые электролиты в виде ионов.$$\mathrm{2H^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + S^{2-} \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-} + H_2S\uparrow}$$

Выбираем серную кислоту и гидроксид железа(III). Осадок $\mathrm{Fe(OH)_3}$ растворяется в кислоте, образуются растворимая соль и вода, газ не выделяется.

Записываем молекулярное уравнение реакции и расставляем коэффициенты.$$2\mathrm{Fe(OH)_3} + 3\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3} + 6\mathrm{H_2O}$$