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

Генетическая связь веществ

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{S} \xrightarrow{X} \mathrm{H_2SO_4} \xrightarrow{Y,\ t^\circ} \mathrm{H_2S}$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Сера окисляется до серной кислоты сильным окислителем — азотной кислотой. Следовательно, $X = \mathrm{HNO_3}$, вариант 1.$$\mathrm{S + 6HNO_3(conc.) \rightarrow H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O}$$
2. 2
   При нагревании магний восстанавливает серную кислоту до сероводорода. Следовательно, $Y = \mathrm{Mg}$, вариант 3.$$\mathrm{4Mg + 5H_2SO_4(conc.) \xrightarrow{t} 4MgSO_4 + H_2S + 4H_2O}$$

Генетическая связь веществ

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{KNO_3} \xrightarrow{t^\circ} X \xrightarrow[\ t^\circ\ ]{Y} \mathrm{N_2}$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   При нагревании нитрат калия разлагается с образованием нитрита калия:$$2\mathrm{KNO_3} \xrightarrow{t^\circ} 2\mathrm{KNO_2} + \mathrm{O_2}$$
2. 2
   Следовательно, вещество $X$ — $\mathrm{KNO_2}$, которому соответствует номер 3.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь оксидов железа

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Fe_2O_3} \xrightarrow{X} Y \xrightarrow{\mathrm{H_2SO_4\,(разб.)}} \mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + FeSO_4}$. Определите, какие вещества являются $X$ и $Y$.

1. 1
   Из оксида железа(III) получают смешанный оксид железа(II, III) восстановлением водородом.$$3\mathrm{Fe_2O_3}+\mathrm{H_2}\rightarrow 2\mathrm{Fe_3O_4}+\mathrm{H_2O}$$
2. 2
   При взаимодействии магнетита с разбавленной серной кислотой образуются сульфаты железа(II) и железа(III), что соответствует продуктам схемы.$$\mathrm{Fe_3O_4}+4\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{FeSO_4}+\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}+4\mathrm{H_2O}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Превращения меди и её оксида

В заданной схеме превращений $\mathrm{Cu} \xrightarrow{X} \mathrm{CuO} \xrightarrow{Y} \mathrm{Cu}$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   Угарный газ восстанавливает оксид меди(II) до металлической меди.$$\mathrm{CuO + CO \rightarrow Cu + CO_2}$$
2. 2
   Диоксид азота окисляет медь до оксида меди(II), при этом восстанавливаясь до оксида азота(II).$$\mathrm{Cu + NO_2 \rightarrow CuO + NO}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь галогенов

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Br_2} \xrightarrow{\mathrm{KI}} X \xrightarrow{\mathrm{Na}} Y$. Определите, какие вещества являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Бром вытесняет йод из иодида калия, поскольку бром является более активным галогеном:$$\mathrm{Br_2 + 2KI \rightarrow 2KBr + I_2}$$
2. 2
   Следовательно, вещество $X$ — молекулярный йод, вариант 2.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь веществ

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{NaHCO_3} \xrightarrow{t^\circ} X \xrightarrow{} \mathrm{NaCl}$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   При нагревании гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия.$$2\mathrm{NaHCO_3} \xrightarrow{t^\circ} \mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O}$$
2. 2
   Следовательно, вещество $X$ — карбонат натрия, вариант 4.$$X = \mathrm{Na_2CO_3}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь соединений железа

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{FeCl_2} \xrightarrow[\mathrm{H_2O}]{\mathrm{NH_3}} X \xrightarrow{\mathrm{HNO_3\ (конц.)}} Y$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами…

1. 1
   Аммиачная вода содержит слабое основание $\mathrm{NH_3 \cdot H_2O}$, которое осаждает из раствора соли железа(II) гидроксид железа(II).$$\mathrm{FeCl_2 + 2NH_3 \cdot H_2O \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2NH_4Cl}$$
2. 2
   Следовательно, вещество $X$ — $\mathrm{Fe(OH)_2}$, что соответствует варианту 3.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь веществ

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{KNO_3} \xrightarrow{t^\circ} X \xrightarrow[\text{р-р}]{\mathrm{NH_4Cl},\ t^\circ} Y$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   При нагревании нитрат калия разлагается с образованием нитрита калия. Следовательно, $X = \mathrm{KNO_2}$.$$2\mathrm{KNO_3} \xrightarrow{t^\circ} 2\mathrm{KNO_2} + \mathrm{O_2}$$
2. 2
   В растворе нитрит калия реагирует с хлоридом аммония с образованием нестойкого нитрита аммония.$$\mathrm{KNO_2 + NH_4Cl \rightarrow NH_4NO_2 + KCl}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ

В схеме превращений $\mathrm{Na_2O} \xrightarrow{X} \mathrm{NaOH} \xrightarrow{Y} \mathrm{NaClO}$ веществами $X$ и $Y$ соответственно являются.

1. 1
   Основной оксид натрия при взаимодействии с водой образует гидроксид натрия:$$\mathrm{Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH}$$
2. 2
   Значит, вещество $X$ — вода, которой соответствует вариант 4.

Ещё 2 шага — в полном решении

Генетическая связь карбонатов калия

В схеме превращений $\mathrm{CO_2 \xrightarrow{X} K_2CO_3 \xrightarrow{Y} KHCO_3}$ веществами $X$ и $Y$ соответственно являются.

1. 1
   Оксид калия является основным оксидом и реагирует с углекислым газом с образованием карбоната калия.$$\mathrm{K_2O + CO_2 \rightarrow K_2CO_3}$$
2. 2
   При пропускании избытка углекислого газа через раствор карбоната калия образуется гидрокарбонат калия.$$\mathrm{K_2CO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow 2KHCO_3}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ азота

В заданной схеме превращений $\mathrm{NH_3} \xrightarrow[\text{кат.}]{X} \mathrm{NO} \rightarrow \mathrm{NO_2} \xrightarrow[\mathrm{O_2},\ \mathrm{H_2O}]{ } Y$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   Аммиак в присутствии катализатора окисляется кислородом воздуха до оксида азота(II):$$4\mathrm{NH_3}+5\mathrm{O_2}\xrightarrow{\mathrm{Pt},\ t}4\mathrm{NO}+6\mathrm{H_2O}$$
2. 2
   Оксид азота(II) окисляется кислородом до диоксида азота:$$2\mathrm{NO}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{NO_2}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Получение хлора и хлората калия

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{HCl} \xrightarrow{X} \mathrm{Cl_2} \xrightarrow{Y} \mathrm{KClO_3}$. Определите вещества $X$ и $Y$.

1. 1
   Для получения хлора из хлороводорода используют диоксид марганца при нагревании.$$\mathrm{MnO_2 + 4HCl \xrightarrow{t} MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O}$$
2. 2
   При взаимодействии хлора с горячим раствором гидроксида калия образуются хлорат калия, хлорид калия и вода.$$\mathrm{3Cl_2 + 6KOH \xrightarrow{100\,^{\circ}\mathrm{C}} 5KCl + KClO_3 + 3H_2O}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ азота

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{NH_4Cl} \xrightarrow{X} \mathrm{NH_3} \xrightarrow{Y} \mathrm{N_2}$. Определите, какие вещества являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Аммиак получают действием щёлочи на соль аммония. Из предложенных веществ щёлочью является гидроксид кальция.$$\mathrm{2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \rightarrow 2NH_3 + CaCl_2 + 2H_2O}$$
2. 2
   Аммиак окисляется кислородом с образованием азота и воды.$$\mathrm{4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь веществ алюминия

Задана схема превращений веществ: $\mathrm{Al(OH)_3} \xrightarrow{X} \mathrm{Al_2(SO_4)_3} \xrightarrow{\mathrm{NH_3\,(р-р)}} Y$. Определите, какие из указанных веществ являются веществами $X$ и $Y$.

1. 1
   Чтобы из гидроксида алюминия получить сульфат алюминия, необходима серная кислота. Следовательно, $X$ — это вариант 1.$$\mathrm{2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O}$$
2. 2
   Аммиак в водном растворе создаёт щелочную среду, поэтому из раствора сульфата алюминия выпадает гидроксид алюминия. Следовательно, $Y$ — это вариант 5.$$\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 6NH_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3(NH_4)_2SO_4}$$

Генетическая связь магния

В заданной схеме превращений $X \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2} \xrightarrow{Y} \mathrm{MgSO_4}$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   Чтобы получить гидроксид магния, растворимая соль магния должна вступить в реакцию с щёлочью. Из предложенных веществ подходит хлорид магния.$$\mathrm{MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2NaCl}$$
2. 2
   Гидроксид магния реагирует с серной кислотой с образованием сульфата магния.$$\mathrm{Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Генетическая связь соединений меди

В заданной схеме превращений $\mathrm{Cu} \xrightarrow{X} \mathrm{CuCl_2} \xrightarrow{Y} \mathrm{CuI}$ веществами $X$ и $Y$ являются.

1. 1
   Медь взаимодействует с хлором с образованием хлорида меди(II), поэтому вещество $X$ — хлор.$$\mathrm{Cu + Cl_2 \rightarrow CuCl_2}$$
2. 2
   Для превращения $\mathrm{CuCl_2}$ в $\mathrm{CuI}$ необходимы ионы йодида. Подходит йодид калия; в реакции образуется осадок $\mathrm{CuI}$ и выделяется йод.$$\mathrm{2CuCl_2 + 4KI \rightarrow 2CuI\downarrow + I_2 + 4KCl}$$

Генетическая связь фосфатов

В схеме превращений $\mathrm{P_2O_5} \rightarrow \mathrm{H_3PO_4} \rightarrow \mathrm{K_2HPO_4}$ веществами $X$ и $Y$ соответственно являются.

1. 1
   Оксид фосфора(V) реагирует с водой с образованием ортофосфорной кислоты.$$\mathrm{P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4}$$
2. 2
   Для получения средней кислой соли $\mathrm{K_2HPO_4}$ фосфорную кислоту нейтрализуют карбонатом калия.$$\mathrm{2H_3PO_4 + 3K_2CO_3 \rightarrow 2K_2HPO_4 + 3CO_2 + 3H_2O}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Окислительно-восстановительная реакция с осадком

Используя предложенный перечень веществ, выберите такие вещества, между которыми окислительно-восстановительная реакция сопровождается образованием осадка. Запишите уравнение только одной возможной…

1. 1
   Выбираем сульфит кальция, перманганат калия и хлороводород. В кислой среде перманганат восстанавливается до ионов марганца(II), а сульфит окисляется до сульфата.
2. 2
   Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, сера окисляется с $+4$ до $+6$.$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Окислительно-восстановительная реакция

Используя вещества из приведённого перечня, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием оксида, соли и кислоты. Запишите уравнение только одной…

1. 1
   Выбираем перманганат калия и хлорид марганца(II). В реакции образуются оксид марганца(IV), хлорид калия и соляная кислота.$$\mathrm{KMnO_4}+\mathrm{MnCl_2}+\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{MnO_2}+\mathrm{KCl}+\mathrm{HCl}$$
2. 2
   Определяем изменения степеней окисления марганца: марганец в перманганате восстанавливается с $+7$ до $+4$, а марганец в хлориде окисляется с $+2$ до $+4$.$$2\mathrm{Mn}^{+7}+6e^-\rightarrow2\mathrm{Mn}^{+4};\quad 3\mathrm{Mn}^{+2}-6e^-\rightarrow3\mathrm{Mn}^{+4}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Окислительно-восстановительная реакция нитрита

Используя перечень веществ из общего материала к заданиям 29 и 30, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми сопровождается выделением газа и образованием окрашенного…

1. 1
   Выбираем нитрит калия $\mathrm{KNO_2}$, иодид калия $\mathrm{KI}$ и серную кислоту $\mathrm{H_2SO_4}$. В кислой среде нитрит-ионы взаимодействуют с иодид-ионами.
2. 2
   Определяем изменения степеней окисления: азот в ионе $\mathrm{NO_2^-}$ имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$. Азот принимает два электрона и является окислителем. Иод в ионе $\mathrm{I^-}$ имеет степень окисления $-1$, а…$$\mathrm{N^{+3} + 2e^- \rightarrow N^{+2}};\quad \mathrm{2I^- - 2e^- \rightarrow I_2}$$

Ещё 3 шага — в полном решении