Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Выбираем оксид меди(I) и серную кислоту. В реакции медь в составе $\mathrm{Cu_2O}$ окисляется с степени окисления $+1$ до $+2$, а сера в серной кислоте восстанавливается с $+6$ до $+4$ с образованием газа $\mathrm{SO_2}$.

Составляем электронный баланс: каждый атом меди отдаёт один электрон, а атом серы принимает два электрона.$$\mathrm{Cu^{+1}}-e^-\rightarrow\mathrm{Cu^{+2}}\quad\times 2;\quad\mathrm{S^{+6}}+2e^-\rightarrow\mathrm{S^{+4}}$$

Выбираем дихромат калия и нитрит калия в кислой среде, которую обеспечивает серная кислота. Хром в дихромате восстанавливается, а азот в нитрите окисляется.$$\mathrm{Cr^{+6} \rightarrow Cr^{+3};\quad N^{+3} \rightarrow N^{+5}}$$

Составляем электронный баланс и уравниваем число отданных и принятых электронов.$$\mathrm{Cr^{+6}+3e^-\rightarrow Cr^{+3}}\;\times 2;\qquad \mathrm{N^{+3}-2e^-\rightarrow N^{+5}}\;\times 3$$

Выбираем сульфид калия, содержащий серу в степени окисления $-2$, и дихромат калия, содержащий хром в степени окисления $+6$. В кислой среде дихромат является окислителем.$$3\mathrm{K_2S}+\mathrm{K_2Cr_2O_7}+7\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 3\mathrm{S}+\mathrm{Cr_2(SO_4)_3}+4\mathrm{K_2SO_4}+7\mathrm{H_2O}$$

Сера в составе сульфид-иона повышает степень окисления от $-2$ до $0$ и отдаёт электроны.$$3\mathrm{S^{-2}}-6e^-\rightarrow 3\mathrm{S^0}$$

Для получения зелёного раствора реакцию проводят в щелочной среде. Перманганат-ион восстанавливается до манганат-иона $\mathrm{MnO_4^{2-}}$, который придаёт раствору зелёную окраску.

Выбираем перманганат натрия, нитрит натрия и гидроксид натрия. В ионном уравнении нитрит окисляется до нитрата:$$\mathrm{NO_2^-}+2\mathrm{OH^-}\rightarrow\mathrm{NO_3^-}+\mathrm{H_2O}+2e^-$$

Выбираем сульфат железа(II), дихромат калия и серную кислоту. В кислой среде железо(II) окисляется до железа(III), а хром в дихромат-ионе восстанавливается с $+6$ до $+3$.$$6\mathrm{FeSO_4}+\mathrm{K_2Cr_2O_7}+7\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow3\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}+\mathrm{Cr_2(SO_4)_3}+\mathrm{K_2SO_4}+7\mathrm{H_2O}$$

Составляем электронный баланс: каждый атом железа отдаёт один электрон, а каждый атом хрома принимает три электрона.$$\mathrm{Fe^{2+}}-e^-\rightarrow\mathrm{Fe^{3+}}\ \ (\times 6);\quad \mathrm{Cr^{+6}}+3e^-\rightarrow\mathrm{Cr^{+3}}\ \ (\times 2)$$

Выбираем перманганат калия, иодоводород и серную кислоту. В кислой среде перманганат восстанавливается до ионов марганца(II), а иодид-ионы окисляются до простого вещества — йода.$$\mathrm{Mn^{+7}+5e^-\rightarrow Mn^{+2}};\quad 2\mathrm{I^-\rightarrow I_2+2e^-}$$

Уравниваем число электронов: два атома марганца принимают десять электронов, десять иодид-ионов отдают десять электронов.$$2\mathrm{MnO_4^-}+16\mathrm{H^+}+10\mathrm{I^-}\rightarrow2\mathrm{Mn^{2+}}+8\mathrm{H_2O}+5\mathrm{I_2}$$

Выбираем сульфит кальция, перманганат калия и хлороводород. В кислой среде перманганат восстанавливается до ионов марганца(II), а сульфит окисляется до сульфата.

Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, сера окисляется с $+4$ до $+6$.$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}}$$

Возможна реакция между сульфидом серебра и концентрированной азотной кислотой. Сера в сульфиде окисляется до степени окисления $+6$ и входит в состав сульфата, а азот в азотной кислоте восстанавливается до $+4$ в диоксиде азота.$$\mathrm{Ag_2S + HNO_3 \rightarrow Ag_2SO_4 + NO_2 + H_2O}$$

Составим электронный баланс. Атом серы отдаёт восемь электронов, а каждый атом азота принимает один электрон.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем сероводород и хлор. При пропускании хлора через водный раствор сероводорода сера окисляется до серы в составе серной кислоты, а хлор восстанавливается до хлороводорода.$$\mathrm{H_2S + 4Cl_2 + 4H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 8HCl}$$

Определяем изменения степеней окисления: сера изменяет степень окисления с $-2$ до $+6$, хлор — с $0$ до $-1$.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-}$$

Выбираем сульфид меди(II) и азотную кислоту. В реакции образуется раствор нитрата меди(II), окрашенный в голубой цвет.

Определяем изменения степеней окисления: сера в $\mathrm{CuS}$ окисляется от $-2$ до $+6$, а азот в $\mathrm{HNO_3}$ восстанавливается от $+5$ до $+4$ в $\mathrm{NO_2}$.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем перманганат калия и хлорид марганца(II). В реакции образуются оксид марганца(IV), хлорид калия и соляная кислота.$$\mathrm{KMnO_4}+\mathrm{MnCl_2}+\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{MnO_2}+\mathrm{KCl}+\mathrm{HCl}$$

Определяем изменения степеней окисления марганца: марганец в перманганате восстанавливается с $+7$ до $+4$, а марганец в хлориде окисляется с $+2$ до $+4$.$$2\mathrm{Mn}^{+7}+6e^-\rightarrow2\mathrm{Mn}^{+4};\quad 3\mathrm{Mn}^{+2}-6e^-\rightarrow3\mathrm{Mn}^{+4}$$

Выбираем бромид натрия, нитрит натрия и серную кислоту. В кислой среде бромид-ионы окисляются до простого вещества — брома, а нитрит-ионы восстанавливаются до газообразного оксида азота(II).$$2\mathrm{NaBr} + 2\mathrm{NaNO_2} + 2\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Br_2} + 2\mathrm{NO}\uparrow + 2\mathrm{Na_2SO_4} + 2\mathrm{H_2O}$$

Записываем процесс окисления бромид-иона: степень окисления брома изменяется с $-1$ до $0$.$$2\mathrm{Br^-} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Br_2}$$

Выбираем оксид серы(IV) и азотную кислоту. В реакции с концентрированной азотной кислотой оксид серы(IV) окисляется до серной кислоты, а азот в составе азотной кислоты восстанавливается до степени окисления $+4$ в оксиде азота(IV).$$2\mathrm{HNO_3} + \mathrm{SO_2} \rightarrow \mathrm{H_2SO_4} + 2\mathrm{NO_2}\uparrow$$

Определяем изменения степеней окисления: сера повышает степень окисления с $+4$ до $+6$, а азот понижает её с $+5$ до $+4$.$$\mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Выбираем перманганат калия, пероксид водорода и серную кислоту. В кислой среде перманганат-ион восстанавливается до ионов марганца(II), а пероксид водорода окисляется с выделением кислорода.$$2\mathrm{KMnO_4}+5\mathrm{H_2O_2}+3\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 2\mathrm{MnSO_4}+\mathrm{K_2SO_4}+5\mathrm{O_2}\uparrow+8\mathrm{H_2O}$$

Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, а кислород в пероксиде водорода окисляется с $-1$ до $0$.$$\mathrm{Mn^{+7}+5e^-\rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2O^{-1}-2e^- ightarrow O_2^0}$$

Жёлтую окраску раствору придаёт хромат калия $\mathrm{K_2CrO_4}$. Его можно получить окислением гидроксида хрома(III) пероксидом водорода в щелочной среде.$$2\mathrm{Cr(OH)_3}+3\mathrm{H_2O_2}+4\mathrm{KOH}\rightarrow2\mathrm{K_2CrO_4}+8\mathrm{H_2O}$$

Составляем электронный баланс: хром отдаёт электроны, а кислород пероксида водорода принимает электроны.$$\mathrm{Cr^{+3}}-3e^-\rightarrow\mathrm{Cr^{+6}}\quad(2)\\\mathrm{O^{-1}}+e^-\rightarrow\mathrm{O^{-2}}\quad(6)$$

Выбираем нитрат железа(III) и иодид натрия. В реакции ион $\mathrm{Fe^{3+}}$ восстанавливается до $\mathrm{Fe^{2+}}$, а иодид-ионы окисляются до простого вещества — иода.$$2\mathrm{Fe(NO_3)_3} + 6\mathrm{NaI} \rightarrow 2\mathrm{Fe(NO_3)_2} + 6\mathrm{NaNO_3} + \mathrm{I_2}$$

Записываем процесс окисления иодид-ионов.$$2\mathrm{I^-} - 2e^- \rightarrow \mathrm{I_2}$$

Выбираем гипохлорит калия, хлорид хрома(III) и гидроксид калия. Реакция протекает в щелочной среде: хром(III) окисляется до хрома(VI), входящего в состав хромата.$$3\mathrm{KClO}+2\mathrm{CrCl_3}+10\mathrm{KOH}\rightarrow2\mathrm{K_2CrO_4}+9\mathrm{KCl}+5\mathrm{H_2O}$$

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

Выбираем перманганат калия и оксид серы(IV). В реакции марганец в перманганате восстанавливается со степени окисления $+7$ до $+2$, а сера в $\mathrm{SO_2}$ окисляется со степени окисления $+4$ до $+6$.$$Mn^{+7} \rightarrow Mn^{+2};\quad S^{+4} \rightarrow S^{+6}$$

Составляем электронный баланс: атом марганца принимает пять электронов, атом серы отдаёт два электрона. Наименьшее общее кратное равно десяти.$$Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2};\quad S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6};\quad 2\mathrm{Mn} : 5\mathrm{S}$$

Выбираем сульфит натрия, бром и хлорид бария. Сульфит-ион окисляется до сульфат-иона, а образующийся сульфат бария выпадает в осадок. Бром восстанавливается до бромид-иона.$$S^{+4} \rightarrow S^{+6};\quad Br_2^0 \rightarrow 2Br^{-1}$$

Составляем электронный баланс: атом серы отдаёт два электрона, две атома брома принимают два электрона.$$S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6};\quad Br_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}$$

Выбираем сероводород и концентрированную азотную кислоту. В сероводороде сера имеет степень окисления $-2$, а в серной кислоте — $+6$, поэтому сера окисляется.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}}$$

Азот в азотной кислоте имеет степень окисления $+5$ и восстанавливается до $+4$ в диоксиде азота.$$\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$