Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Выбираем перманганат калия $\mathrm{KMnO_4}$ и сульфид калия $\mathrm{K_2S}$. В нейтральной или щелочной среде перманганат восстанавливается до диоксида марганца, а сульфид-ион окисляется до серы.$$2\mathrm{KMnO_4}+3\mathrm{K_2S}+4\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{MnO_2}+3\mathrm{S}+8\mathrm{KOH}$$

Определяем изменения степеней окисления марганца и серы.$$\mathrm{Mn^{+7}}+3e^-\rightarrow\mathrm{Mn^{+4}};\quad \mathrm{S^{-2}}-2e^-\rightarrow\mathrm{S^0}$$

Из перечня выбираем оксид марганца(IV) и концентрированную соляную кислоту. В реакции хлорид-ионы соляной кислоты окисляются до молекулярного хлора, а марганец восстанавливается с степени окисления $+4$ до $+2$.$$\mathrm{MnO_2 + HCl(conc.) \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + H_2O}$$

Составляем электронный баланс. Атом марганца принимает два электрона, а два хлорид-иона отдают два электрона.$$\mathrm{Mn^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2}$$

Выбираем дихромат натрия, иодид натрия и серную кислоту. В кислой среде дихромат-ион является окислителем, а иодид-ион — восстановителем.$$\mathrm{Cr_2O_7^{2-} + I^- + H^+}$$

Определяем изменения степеней окисления: хром восстанавливается с $+6$ до $+3$, иод окисляется с $-1$ до $0$.$$2\mathrm{Cr^{+6}} + 6e^- \rightarrow 2\mathrm{Cr^{+3}};\quad 6\mathrm{I^{-1}} - 6e^- \rightarrow 3\mathrm{I_2^0}$$

Выбираем хромат натрия, бромид натрия и серную кислоту. В кислой среде хром в составе хромат-иона восстанавливается с степени окисления $+6$ до $+3$, а бром окисляется со степени окисления $-1$ до $0$.$$2\mathrm{CrO_4^{2-}} + 16\mathrm{H^+} + 6\mathrm{Br^-} \rightarrow 2\mathrm{Cr^{3+}} + 8\mathrm{H_2O} + 3\mathrm{Br_2}$$

Составляем электронный баланс: два атома хрома принимают по три электрона, а шесть атомов брома отдают по одному электрону.$$\mathrm{Cr^{+6}} + 3e^- \rightarrow \mathrm{Cr^{+3}} \quad (\times 2);\quad 2\mathrm{Br^{-1}} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Br_2^0} \quad (\times 3)$$

Выбираем фосфин и дихромат калия. В кислой среде фосфин является восстановителем, а дихромат-ион — окислителем.

Фосфор в фосфине имеет степень окисления $-3$, а в фосфорной кислоте — $+5$; он отдаёт восемь электронов.$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}$$

Выбираем дихромат калия как окислитель, иодид калия как восстановитель, а серную кислоту — как кислую среду.$$\mathrm{K_2Cr_2O_7},\ \mathrm{KI},\ \mathrm{H_2SO_4}$$

В дихромат-ионе хром имеет степень окисления $+6$ и восстанавливается до $+3$; иодид-ион окисляется до молекулярного йода.$$\mathrm{Cr^{+6}\rightarrow Cr^{+3}};\quad \mathrm{I^{-1}\rightarrow I_2^0}$$

Выбираем сульфат железа(III) и оксид серы(IV). В реакции железо(III) принимает электроны, а сера в оксиде серы(IV) отдаёт электроны.$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3+SO_2+H_2O\rightarrow FeSO_4+H_2SO_4}$$

Определяем изменения степеней окисления: железо восстанавливается с $+3$ до $+2$, сера окисляется с $+4$ до $+6$.$$\mathrm{Fe^{+3}+e^-\rightarrow Fe^{+2}};\quad \mathrm{S^{+4}-2e^-→S^{+6}}$$

Выбираем хромат натрия, нитрит натрия и серную кислоту. В кислой среде хромат-ион восстанавливается до ионов хрома(III), а нитрит-ион окисляется до нитрат-иона.$$\mathrm{CrO_4^{2-} \rightarrow Cr^{3+},\quad NO_2^- \rightarrow NO_3^-}$$

Определяем изменения степеней окисления и составляем электронный баланс.$$\mathrm{Cr^{+6} + 3e^- \rightarrow Cr^{+3}}\\[2pt]\mathrm{N^{+3} - 2e^- \rightarrow N^{+5}}$$

Выбираем бромоводород $\mathrm{HBr}$, фосфин $\mathrm{PH_3}$ и перманганат калия $\mathrm{KMnO_4}$. В результате образуется бурый осадок $\mathrm{MnO_2}$, а также две соли одной кислоты — $\mathrm{KBr}$ и $\mathrm{MnBr_2}$, являющиеся…

Записываем уравнение одной возможной реакции.$$8\mathrm{KMnO_4}+4\mathrm{PH_3}+16\mathrm{HBr}\rightarrow4\mathrm{MnO_2}+4\mathrm{MnBr_2}+8\mathrm{KBr}+4\mathrm{H_3PO_4}+8\mathrm{H_2O}$$

Выбираем перманганат калия и аммиак. В реакции перманганат восстанавливается до диоксида марганца, который выпадает в осадок, а аммиак окисляется до газообразного азота. В растворе образуется гидроксид калия.$$2\mathrm{KMnO_4}+2\mathrm{NH_3}\rightarrow2\mathrm{MnO_2}\downarrow+\mathrm{N_2}\uparrow+2\mathrm{KOH}+2\mathrm{H_2O}$$

Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+4$, а азот в аммиаке окисляется с $-3$ до $0$.$$\mathrm{Mn^{+7}}+3e^-\rightarrow\mathrm{Mn^{+4}};\quad \mathrm{N^{-3}}-3e^-\rightarrow\mathrm{N^0}$$

Выбираем вещества $\mathrm{Cr_2O_3}$, $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{H_2O_2}$. В щелочной среде оксид хрома(III) окисляется до хромата.$$\mathrm{Cr_2O_3 + KOH + H_2O_2 \rightarrow K_2CrO_4 + H_2O}$$

Хром повышает степень окисления с $+3$ до $+6$ и отдаёт шесть электронов.$$2\mathrm{Cr}^{+3} - 6e^- \rightarrow 2\mathrm{Cr}^{+6}$$

Выбираем перманганат калия и аммиак. В реакции перманганат-ион восстанавливается до оксида марганца(IV), а азот в аммиаке окисляется до простого вещества — азота.$$\mathrm{Mn^{+7}\rightarrow Mn^{+4}},\qquad \mathrm{N^{-3}\rightarrow N^0}$$

Записываем процессы окисления и восстановления в щелочной среде.$$2\mathrm{NH_3}+6\mathrm{OH^-}\rightarrow\mathrm{N_2}+6\mathrm{H_2O}+6e^-;\quad \mathrm{MnO_4^-}+2\mathrm{H_2O}+3e^-\rightarrow\mathrm{MnO_2}+4\mathrm{OH^-}$$

Выбираем сульфит калия, дихромат калия и серную кислоту. В кислой среде дихромат окисляет сульфит до сульфата.$$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}+3SO_3^{2-}+8H^+\rightarrow 2Cr^{3+}+3SO_4^{2-}+4H_2O}$$

Определяем изменения степеней окисления: хром восстанавливается, а сера окисляется.$$\mathrm{Cr^{+6}+3e^-\rightarrow Cr^{+3}}\quad\times 2;\qquad \mathrm{S^{+4}-2e^- ightarrow S^{+6}}\quad\times 3$$

Выбираем иодид калия, оксид марганца(IV) и серную кислоту. В кислой среде оксид марганца(IV) реагирует с иодид-ионами.$$\mathrm{MnO_2 + KI + H_2SO_4}$$

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

Выбираем серу и концентрированную азотную кислоту. Сера проявляет восстановительные свойства, а азотная кислота является окислителем.

Определяем изменения степеней окисления: сера окисляется от $0$ до $+6$, азот в нитрат-ионе восстанавливается от $+5$ до $+4$.$$\mathrm{S^0 - 6e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем гидроксид железа(II), пероксид водорода и серную кислоту. В кислой среде пероксид водорода окисляет железо(II) до железа(III), при этом газ не выделяется.

Определяем изменения степеней окисления: железо окисляется с $+2$ до $+3$, кислород в пероксиде водорода восстанавливается с $-1$ до $-2$.$$\mathrm{Fe^{+2}}-e^-\rightarrow\mathrm{Fe^{+3}};\quad 2\mathrm{O^{-1}}+2e^- ightarrow 2\mathrm{O^{-2}}$$

Выбираем аммиак и пероксид натрия. В реакции образуются азот — газ, и гидроксид натрия — щёлочь.$$\mathrm{NH_3 + Na_2O_2 \rightarrow N_2 + NaOH}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих их степень окисления: азот в аммиаке имеет степень окисления $-3$, а в молекуле азота — $0$. Кислород в пероксиде имеет степень окисления $-1$, а в гидроксиде натрия — $-2$.$$\mathrm{N^{-3} - 3e^- \rightarrow N^0;\quad O^{-1} + e^- \rightarrow O^{-2}}$$

Выбираем перманганат калия и бромоводородную кислоту. В кислой среде перманганат-ион восстанавливается до иона марганца(II), а бромид-ионы окисляются до простого вещества брома.$$\mathrm{MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+}},\quad \mathrm{Br^- \rightarrow Br_2}$$

Определяем изменения степеней окисления и составляем электронный баланс.$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2Br^{-1} - 2e^- \rightarrow Br_2^0}$$

Выбираем перманганат калия и иодид калия. В водном растворе иодид-ионы могут окисляться до молекулярного иода, а перманганат-ионы восстанавливаются до диоксида марганца в нейтральной среде.

Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+4$, а иод окисляется с $-1$ до $0$.$$\mathrm{Mn^{+7}}+3e^-\rightarrow\mathrm{Mn^{+4}};\quad 2\mathrm{I^{-1}}-2e^-\rightarrow\mathrm{I_2^0}$$

Выбираем гипохлорит натрия, оксид хрома(III) и гидроксид натрия. В щелочной среде гипохлорит является окислителем, а хром(III) может окисляться до хромата(VI).$$\mathrm{Cr_2O_3 + NaClO + NaOH}$$

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