Задание 6 ЕГЭ по химии: решения ФИПИ с ответами по шагам

Красный осадок — это металлическая медь. Она образуется при вытеснении меди более активным металлом из раствора хлорида меди(II). Из предложенных веществ таким металлом является цинк.$$\mathrm{Zn + CuCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + Cu\downarrow}$$

Раствор фторида серебра содержит ионы $\mathrm{Ag^+}$, которые реагируют с ионами $\mathrm{Cl^-}$ раствора хлорида меди(II). Образуется белый нерастворимый хлорид серебра.$$\mathrm{2AgF + CuCl_2 \rightarrow 2AgCl\downarrow + CuF_2}$$

Калий — очень активный щелочной металл. При взаимодействии с водой он образует гидроксид калия и выделяет водород.$$2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}$$

При нагревании калий реагирует с водородом с образованием гидрида калия.$$2\mathrm{K} + \mathrm{H_2} \rightarrow 2\mathrm{KH}$$

Графит является одной из аллотропных форм углерода и может окисляться кислородом при нагревании.$$\mathrm{C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2}$$

Концентрированная азотная кислота — сильный окислитель. Она окисляет углерод с образованием углекислого газа.$$\mathrm{C + 4HNO_3(conc.) \rightarrow CO_2 + 4NO_2 + 2H_2O}$$

Бром реагирует с раствором щёлочи по реакции диспропорционирования, поэтому взаимодействует с раствором гидроксида бария.$$\mathrm{Br_2 + 2Ba(OH)_2 \rightarrow BaBr_2 + Ba(BrO)_2 + 2H_2O}$$

Бром более активен, чем йод, поэтому вытесняет йод из раствора иодида калия.$$\mathrm{Br_2 + 2KI \rightarrow 2KBr + I_2}$$

Фтор является сильным окислителем и реагирует с медью с образованием фторида меди(II).$$\mathrm{Cu + F_2 \rightarrow CuF_2}$$

Концентрированная азотная кислота окисляет медь; выделяется диоксид азота.$$\mathrm{Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O}$$

Гидроксид цинка является амфотерным гидроксидом: он реагирует как с кислотами, так и со щелочами.

Сильной кислотой из предложенного перечня является азотная кислота, поэтому $X$ — вещество 1.$$\mathrm{Zn(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2H_2O}$$

Вещество X должно быть нерастворимым в воде, полностью растворяться в соляной кислоте и не выделять газ. Этим условиям соответствует оксид цинка.$$\mathrm{ZnO + 2HCl = ZnCl_2 + H_2O}$$

Сокращённое ионное уравнение содержит ионы фторида. Растворимой солью, диссоциирующей с образованием ионов $\mathrm{F^-}$, является фторид калия.$$\mathrm{KF \rightarrow K^+ + F^-}$$

Иодоводород является сильной кислотой. Его ионы водорода взаимодействуют с гидросульфит-ионами, образуя сернистую кислоту, которая разлагается с выделением газа.$$\mathrm{HSO_3^- + H^+ \rightarrow H_2SO_3 \rightarrow SO_2\uparrow + H_2O}$$

Гидроксид кальция диссоциирует с образованием ионов кальция. Сульфит-ионы образуют с ними малорастворимый сульфит кальция.$$\mathrm{Ca^{2+} + SO_3^{2-} \rightarrow CaSO_3\downarrow}$$

Гидроксид цинка является амфотерным гидроксидом: он реагирует и с кислотами, и со щелочами.

Из предложенных веществ сильной кислотой является серная кислота. При её добавлении осадок растворяется:$$\mathrm{Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O}$$

Белый осадок при добавлении раствора аммиака к раствору соли алюминия — это гидроксид алюминия.$$\mathrm{Al^{3+} + 3NH_3 + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NH_4^+}$$

Молекулярное уравнение реакции между хлоридом алюминия и аммиаком:$$\mathrm{AlCl_3 + 3NH_3 + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NH_4Cl}$$

Белый осадок при добавлении раствора хлорида алюминия образуется при наличии в растворе ионов $\mathrm{OH^-}$. Раствор аммиака проявляет щелочные свойства и в воде образует небольшое количество ионов $\mathrm{OH^-}$.$$\mathrm{Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3\downarrow}$$

Следовательно, веществом $X$ может быть аммиак — вещество под номером 2.$$\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}$$

Оксид магния является основным оксидом и реагирует с серной кислотой:$$\mathrm{MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O}$$

Оксид магния не реагирует с оксидом натрия, поскольку оба вещества являются основными оксидами.

Оксиды $\mathrm{CrO}$ и $\mathrm{CuO}$ являются основными и реагируют с серной кислотой с образованием солей и воды.$$\mathrm{CrO + H_2SO_4 \rightarrow CrSO_4 + H_2O}$$

Оксид $\mathrm{ZnO}$ амфотерный, поэтому также реагирует с серной кислотой.$$\mathrm{ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O}$$

Водород восстанавливает оксид железа(III) при нагревании с образованием железа и воды.$$\mathrm{Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_2O}$$

Водород взаимодействует с азотом при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора.$$\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}$$

Оксид углерода(II) способен окисляться кислородом до оксида углерода(IV).$$2\mathrm{CO} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{CO_2}$$

Оксид азота(II) окисляется кислородом до оксида азота(IV).$$2\mathrm{NO} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{NO_2}$$

Барий — активный щёлочноземельный металл. Он реагирует с водой с образованием гидроксида бария и водорода.$$\mathrm{Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2\uparrow}$$

Барий реагирует с азотной кислотой как активный металл, вступая в окислительно-восстановительную реакцию.$$\mathrm{Ba + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Ba(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Сильный электролит $X$ должен растворяться в воде и реагировать с гидроксидом кальция с образованием осадка. Растворимая соль $\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}$ подходит: при реакции образуется малорастворимый фосфат кальция.$$\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2+2Ca(OH)_2\rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow+4H_2O}$$

Слабым электролитом $Y$ является слабая кислота $\mathrm{HF}$. При взаимодействии с гидроксидом кальция образуется малорастворимый фторид кальция.$$\mathrm{2HF+Ca(OH)_2\rightarrow CaF_2\downarrow+2H_2O}$$

Газ при взаимодействии соли с соляной кислотой выделяется при реакции гидрокарбоната кальция с образованием углекислого газа.$$\mathrm{Ca(HCO_3)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2CO_2\uparrow + 2H_2O}$$

При добавлении соляной кислоты к силикату калия образуется нерастворимая кремниевая кислота, поэтому наблюдается осадок.$$\mathrm{K_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2SiO_3\downarrow}$$

В растворе хлорида алюминия присутствуют ионы $\mathrm{Al^{3+}}$ и $\mathrm{Cl^-}$. Белый осадок при добавлении нитрата серебра образуется за счёт реакции ионов серебра с хлорид-ионами.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Следовательно, веществу $X$ соответствует нитрат серебра — вариант 4.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору сульфата магния образуется осадок гидроксида магния. В избытке щёлочи этот осадок не растворяется.$$\mathrm{Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow}$$

Следовательно, сульфат магния соответствует веществу $X$ и имеет номер 1.