Решения заданий ФИПИ ЕГЭ по химии: «Генетическая связь неорганических веществ» — с ответами

Генетическая связь оксида углерода

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{CO} \xrightarrow{X} \mathrm{CO_2} \xrightarrow{Y} \mathrm{C}$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Чтобы превратить $\mathrm{CO}$ в $\mathrm{CO_2}$, необходимо окислить оксид углерода(II). Это происходит при взаимодействии с оксидом меди(II):$$\mathrm{CO + CuO \rightarrow CO_2 + Cu}$$
2. 2
   Чтобы превратить $\mathrm{CO_2}$ в углерод, его восстанавливают активным металлом магнием:$$\mathrm{CO_2 + 2Mg \rightarrow C + 2MgO}$$

Превращения фосфатов калия

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{H_3PO_4} \xrightarrow{X} \mathrm{K_3PO_4} \xrightarrow{Y} \mathrm{K_2HPO_4}$. Определите вещества $X$ и $Y$.

1. 1
   Для получения средней соли $\mathrm{K_3PO_4}$ фосфорная кислота должна реагировать с основным оксидом калия.$$\mathrm{2H_3PO_4 + 3K_2O \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O}$$
2. 2
   При добавлении фосфорной кислоты к фосфату калия образуется гидрофосфат калия $\mathrm{K_2HPO_4}$.$$\mathrm{K_3PO_4 + H_3PO_4 \rightarrow 2K_2HPO_4}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь брома

В заданной схеме превращений $\mathrm{Br_2} \xrightarrow[ t^\circ]{\mathrm{KOH}} X \xrightarrow{\mathrm{O_2}} Y \rightarrow \mathrm{KNO_3}$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   При взаимодействии брома с горячим раствором гидроксида калия происходит диспропорционирование брома с образованием бромида и бромата калия.$$3\mathrm{Br_2}+6\mathrm{KOH}\xrightarrow{t^\circ}5\mathrm{KBr}+\mathrm{KBrO_3}+3\mathrm{H_2O}$$
2. 2
   Следовательно, веществом $X$ является бромат калия $\mathrm{KBrO_3}$, которому соответствует вариант 5.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь азотсодержащих веществ

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{HNO_3} \rightarrow X \xrightarrow[20\,^{\circ}\mathrm{C}]{\mathrm{NaOH}} Y$. Определите, какие вещества являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   При разложении азотной кислоты образуется диоксид азота.$$4\mathrm{HNO_3} \rightarrow 4\mathrm{NO_2} + \mathrm{O_2} + 2\mathrm{H_2O}$$
2. 2
   Следовательно, вещество $X$ — $\mathrm{NO_2}$, которому соответствует вариант 4.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь хлора

Задана схема превращений: $\mathrm{HCl} \xrightarrow[\mathrm{MnO_2}]{} X \xrightarrow[\mathrm{NaOH},\ 0\,^{\circ}\mathrm{C}]{} Y$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Диоксид марганца окисляет хлороводород до хлора, поэтому $X = \mathrm{Cl_2}$.$$\mathrm{MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O}$$
2. 2
   При пропускании хлора через холодный раствор гидроксида натрия образуется гипохлорит натрия, поэтому $Y = \mathrm{NaClO}$.$$\mathrm{Cl_2 + 2NaOH \xrightarrow{0\,^{\circ}C} NaCl + NaClO + H_2O}$$

Генетическая связь веществ серы

В схеме превращений $\mathrm{SO_2} \xrightarrow{X} \mathrm{H_2SO_4} \xrightarrow{Y} \mathrm{KHSO_4}$ веществами $X$ и $Y$ соответственно являются.

1. 1
   В первом превращении сера должна перейти из степени окисления $+4$ в $\mathrm{SO_2}$ в степень окисления $+6$ в $\mathrm{H_2SO_4}$. Окислителем может быть хлор.$$\mathrm{SO_2 + Cl_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 2HCl}$$
2. 2
   Для получения гидросульфата калия из серной кислоты подходит карбонат калия.$$\mathrm{H_2SO_4 + K_2CO_3 \rightarrow KHSO_4 + KHCO_3}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь свинца

В схеме превращений $\mathrm{PbO} \xrightarrow{X} \mathrm{Pb(NO_3)_2} \xrightarrow{\mathrm{Mg}} Y$ веществами $X$ и $Y$ соответственно являются.

1. 1
   Для получения нитрата свинца(II) из оксида свинца(II) нужна азотная кислота.$$\mathrm{PbO + 2HNO_3 \rightarrow Pb(NO_3)_2 + H_2O}$$
2. 2
   Магний является более активным металлом и вытесняет свинец из раствора его соли.$$\mathrm{Mg + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + Pb}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Превращения сероводорода и серы

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{H_2S} \xrightarrow{X} \mathrm{S} \xrightarrow{Y} \mathrm{H_2SO_4}$. Определите вещества $X$ и $Y$.

1. 1
   Сероводород должен превратиться в свободную серу в результате окисления. Из предложенных веществ это может сделать бром.$$\mathrm{H_2S + Br_2 \rightarrow S + 2HBr}$$
2. 2
   Сера при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой окисляется до серной кислоты.$$\mathrm{S + 6HNO_3(conc.) \rightarrow H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Превращения соединений железа

В заданной схеме превращений $\mathrm{FeS_2} \xrightarrow{X} \mathrm{Fe_2O_3} \xrightarrow{Y} \mathrm{Fe_3O_4}$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   Первое превращение представляет собой окисление $\mathrm{FeS_2}$ кислородом с образованием оксида железа(III). Следовательно, $X=\mathrm{O_2}$.$$4\mathrm{FeS_2}+11\mathrm{O_2}\rightarrow 2\mathrm{Fe_2O_3}+8\mathrm{SO_2}$$
2. 2
   В магнитном железняке $\mathrm{Fe_3O_4}$ железо находится в степенях окисления $+2$ и $+3$. Поэтому $\mathrm{Fe_2O_3}$ должен частично восстановиться; подходящий восстановитель из списка — водород.$$3\mathrm{Fe_2O_3}+\mathrm{H_2}\rightarrow 2\mathrm{Fe_3O_4}+\mathrm{H_2O}$$

Превращения железа и его солей

Установите соответствие между веществами $X$ и $Y$ в схеме превращений: железо при нагревании реагирует с веществом $X$ с образованием $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$, а затем $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$…

1. 1
   При нагревании железо реагирует с концентрированной серной кислотой. Образуется сульфат железа(III), поэтому $X$ — концентрированная серная кислота.$$\mathrm{2Fe + 6H_2SO_4(conc.) \xrightarrow{t} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O}$$
2. 2
   Железо восстанавливает ионы железа(III) до ионов железа(II), поэтому образуется сульфат железа(II).$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + Fe \rightarrow 3FeSO_4}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь соединений алюминия

Установите соответствие между веществами $X$ и $Y$ в схеме превращений: $\mathrm{Al} \xrightarrow{X} \mathrm{K[Al(OH)_4]} \xrightarrow{\mathrm{CO_2}} Y$.

1. 1
   Алюминий реагирует с раствором гидроксида калия с образованием растворимого тетрагидроксоалюмината калия.$$2\mathrm{Al}+2\mathrm{KOH}+6\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{K[Al(OH)_4]}+3\mathrm{H_2}\uparrow$$
2. 2
   При пропускании углекислого газа через раствор тетрагидроксоалюмината калия образуется осадок гидроксида алюминия.$$\mathrm{K[Al(OH)_4]}+\mathrm{CO_2}\rightarrow\mathrm{Al(OH)_3}\downarrow+\mathrm{KHCO_3}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь фосфора

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2} \xrightarrow[\mathrm{SiO_2}]{\mathrm{C},\ t^\circ} X \rightarrow Y \rightarrow \mathrm{PH_3}$. Определите, какие вещества являются веществами…

1. 1
   При восстановлении фосфата кальция углеродом в присутствии диоксида кремния получают элементарный фосфор, поэтому $X$ — фосфор.$$2\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}+6\mathrm{SiO_2}+10\mathrm{C}\xrightarrow{t}6\mathrm{CaSiO_3}+\mathrm{P_4}+10\mathrm{CO}$$
2. 2
   Фосфор при взаимодействии с магнием образует фосфид магния.$$2\mathrm{P}+3\mathrm{Mg}\rightarrow\mathrm{Mg_3P_2}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ

В схеме превращений $\mathrm{Na_2O} \rightarrow X \rightarrow Y \rightarrow \mathrm{Na_2SO_4}$ веществами $X$ и $Y$ соответственно являются.

1. 1
   Основной оксид натрия при взаимодействии с водой образует щёлочь — гидроксид натрия. Поэтому $X$ — гидроксид натрия.$$\mathrm{Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH}$$
2. 2
   Для получения сульфата натрия из основного оксида подходит кислотный оксид серы(VI).$$\mathrm{Na_2O + SO_3 \rightarrow Na_2SO_4}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Превращения алюминия в щелочи

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Al} \xrightarrow[ t^\circ]{\mathrm{KOH\ (мал.)}} X \xrightarrow[\mathrm{изб.}]{\mathrm{HCl}} Y$. Определите, какие вещества соответствуют обозначениям $X$…

1. 1
   При нагревании алюминия с небольшим количеством гидроксида калия образуется метаалюминат калия.$$\mathrm{Al + KOH \xrightarrow{t^\circ} KAlO_2 + H_2}$$
2. 2
   Следовательно, веществу $X$ соответствует вариант 1: $\mathrm{KAlO_2}$.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь железа

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Fe_2O_3} \xrightarrow{X} \mathrm{Fe} \xrightarrow{Y} \mathrm{FeCl_3}$. Определите, какие вещества являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Для превращения $\mathrm{Fe_2O_3}$ в железо нужен восстановитель. Подходит алюминий.$$\mathrm{Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3}$$
2. 2
   Железо при взаимодействии с хлором образует хлорид железа(III).$$\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}$$

Превращение дисульфида железа

В заданной схеме превращений $\mathrm{FeS_2} \xrightarrow{\mathrm{O_2}} X \rightarrow Y \rightarrow \mathrm{K_2SO_4}$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   При обжиге дисульфида железа в кислороде образуется диоксид серы.$$4\mathrm{FeS_2} + 11\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{Fe_2O_3} + 8\mathrm{SO_2}$$
2. 2
   Диоксид серы окисляется кислородом до триоксида серы.$$2\mathrm{SO_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{SO_3}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ фосфора

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{P} \xrightarrow{X} \mathrm{PCl_5} \xrightarrow{Y} \mathrm{H_3PO_4}$. Определите, какие вещества являются $X$ и $Y$.

1. 1
   Фосфор(V) хлорид получают взаимодействием фосфора с хлором.$$2\mathrm{P} + 5\mathrm{Cl_2} \rightarrow 2\mathrm{PCl_5}$$
2. 2
   При взаимодействии хлорида фосфора(V) с водой образуется фосфорная кислота.$$\mathrm{PCl_5} + 4\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{H_3PO_4} + 5\mathrm{HCl}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ

Задана схема превращений веществ: железо при взаимодействии с хлором превращается в вещество $X$, а вещество $X$ при взаимодействии с веществом $Y$ превращается в $\mathrm{FeS}$. Определите вещества…

1. 1
   Железо при взаимодействии с хлором образует хлорид железа(III):$$2\mathrm{Fe} + 3\mathrm{Cl_2} \rightarrow 2\mathrm{FeCl_3}$$
2. 2
   Значит, вещество $X$ — $\mathrm{FeCl_3}$, которому соответствует вариант 2.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь веществ меди

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Cu} \rightarrow X \rightarrow \mathrm{Cu(NO_3)_2} \xrightarrow{t^\circ} Y$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Чтобы получить нитрат меди(II) из меди, используют азотную кислоту.$$\mathrm{Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O}$$
2. 2
   При нагревании нитрат меди(II) разлагается с образованием оксида меди(II).$$\mathrm{2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CuO + 4NO_2 + O_2}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь соединений серы

Установите соответствие между веществами $X$ и $Y$ в схеме превращений: $\mathrm{S} \xrightarrow[ t^\circ]{\mathrm{KOH}} X \rightarrow Y \rightarrow \mathrm{H_2S}$.

1. 1
   При нагревании сера реагирует с раствором гидроксида калия с образованием сульфида калия и сульфита калия. Для последующего получения сероводорода выбираем сульфид калия.$$\mathrm{3S + 6KOH \xrightarrow{t^\circ} 2K_2S + K_2SO_3 + 3H_2O}$$
2. 2
   Сульфид калия реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется сероводород.$$\mathrm{K_2S + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2S}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении