Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

При взаимодействии сульфата хрома(III) с сульфитом натрия происходит гидролиз с образованием осадка гидроксида хрома(III) и выделением диоксида серы.$$2\mathrm{Cr_2(SO_4)_3}+6\mathrm{Na_2SO_3}+3\mathrm{H_2O}\rightarrow4\mathrm{Cr(OH)_3}\downarrow+6\mathrm{Na_2SO_4}+3\mathrm{SO_2}\uparrow$$

Диоксид серы в кислой среде окисляется перманганат-ионами до сульфат-ионов, а перманганат восстанавливается до ионов марганца(II).$$2\mathrm{MnO_4^-}+5\mathrm{SO_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{Mn^{2+}}+5\mathrm{SO_4^{2-}}+4\mathrm{H^+}$$

Карбонат натрия реагирует с бромоводородной кислотой. Образуются бромид натрия, вода и углекислый газ.$$\mathrm{Na_2CO_3 + 2HBr \rightarrow 2NaBr + H_2O + CO_2 \uparrow}$$

При электролизе водного раствора бромида натрия на катоде восстанавливаются молекулы воды с выделением водорода.$$\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-}$$

При растворении нитрида кальция в ортофосфорной кислоте образуются дигидрофосфат кальция и дигидрофосфат аммония.$$\mathrm{Ca_3N_2 + 8H_3PO_4 -> 3Ca(H_2PO_4)_2 + 2NH_4H_2PO_4}$$

Дигидрофосфат кальция при обработке избытком гашёной извести превращается в фосфат кальция.$$\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2 + 2Ca(OH)_2 -> Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 4H_2O}$$

При взаимодействии гидрида кальция с водой образуются гидроксид кальция и водород.$$\mathrm{CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2 \uparrow}$$

Водород восстанавливает раскалённый оксид меди(II) до металлической меди.$$\mathrm{H_2 + CuO \xrightarrow{t} Cu + H_2O}$$

При прокаливании нитрат калия разлагается с образованием нитрита калия и кислорода.$$2\mathrm{KNO_3} \xrightarrow{t} 2\mathrm{KNO_2} + \mathrm{O_2}$$

Нитрит калия реагирует с иодидом аммония. Ионы аммония и нитрита образуют азот и воду, а ионы калия и иодида — иодид калия.$$\mathrm{KNO_2 + NH_4I} \xrightarrow{t} \mathrm{KI + N_2 + 2H_2O}$$

При прокаливании фосфата кальция с оксидом кремния и углём получают элементарный фосфор. Кремний связывается в силикат кальция, а углерод окисляется до угарного газа.$$2\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}+6\mathrm{SiO_2}+10\mathrm{C}\xrightarrow{t} \mathrm{P_4}+6\mathrm{CaSiO_3}+10\mathrm{CO}$$

При взаимодействии фосфора с избытком хлора образуется хлорид фосфора(V).$$\mathrm{P_4}+10\mathrm{Cl_2}\rightarrow4\mathrm{PCl_5}$$

При смешении растворов сульфата меди(II) и нитрата бария образуется нерастворимый сульфат бария.$$\mathrm{CuSO_4+Ba(NO_3)_2\rightarrow BaSO_4\downarrow+Cu(NO_3)_2}$$

После отделения осадка в растворе остаётся нитрат меди(II). При электролизе на катоде восстанавливаются ионы меди, а на инертном аноде окисляется вода с выделением кислорода.$$2\mathrm{Cu(NO_3)_2}+2\mathrm{H_2O}\xrightarrow{\text{электролиз}}2\mathrm{Cu}+\mathrm{O_2}\uparrow+4\mathrm{HNO_3}$$

При прокаливании нитрата железа(III) образуются оксид железа(III), диоксид азота и кислород.$$4\mathrm{Fe(NO_3)_3} \xrightarrow{t} 2\mathrm{Fe_2O_3} + 12\mathrm{NO_2} + 3\mathrm{O_2}$$

Оксид железа(III) реагирует с иодоводородной кислотой. Ионы железа(III) восстанавливаются до ионов железа(II), а иодид-ионы окисляются до йода. Образуется иодид железа(II).$$\mathrm{Fe_2O_3} + 6\mathrm{HI} \rightarrow 2\mathrm{FeI_2} + \mathrm{I_2} + 3\mathrm{H_2O}$$

При взаимодействии с раствором гидроксида натрия образуется бурый осадок гидроксида железа(III).$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3Na_2SO_4}$$

При прокаливании гидроксид железа(III) разлагается с образованием оксида железа(III).$$\mathrm{2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O}$$

При нейтрализации бромоводородной кислоты гидрокарбонатом калия образуются бромид калия, углекислый газ и вода.$$\mathrm{HBr + KHCO_3 \rightarrow KBr + CO_2 + H_2O}$$

Бромид-ионы окисляются дихроматом калия в кислой среде до простого вещества брома.$$\mathrm{6KBr + K_2Cr_2O_7 + 7H_2SO_4 \rightarrow 3Br_2 + Cr_2(SO_4)_3 + 4K_2SO_4 + 7H_2O}$$

При прокаливании нитрата железа(II) образуются оксид железа(II), диоксид азота и кислород.$$2\mathrm{Fe(NO_3)_2} \xrightarrow{t} 2\mathrm{FeO} + 4\mathrm{NO_2} + \mathrm{O_2}$$

Оксид железа(II) реагирует с иодоводородной кислотой с образованием иодида железа(II) и воды.$$\mathrm{FeO} + 2\mathrm{HI} \rightarrow \mathrm{FeI_2} + \mathrm{H_2O}$$

При растворении оксида меди(I) в концентрированной азотной кислоте медь(I) окисляется до меди(II), а нитрат-ион восстанавливается до бурого газа $\mathrm{NO_2}$.$$\mathrm{Cu_2O + 6HNO_3 \rightarrow 2Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 3H_2O}$$

Диоксид азота в холодном растворе гидроксида натрия диспропорционирует с образованием нитрита и нитрата натрия.$$\mathrm{2NO_2 + 2NaOH \rightarrow NaNO_2 + NaNO_3 + H_2O}$$

При прокаливании нитрата меди(II) образуются оксид меди(II), оксид азота(IV) и кислород.$$2\mathrm{Cu(NO_3)_2} \xrightarrow{t} 2\mathrm{CuO}+4\mathrm{NO_2}+\mathrm{O_2}$$

Смесь оксида азота(IV) и кислорода поглощается водой с образованием азотной кислоты.$$4\mathrm{NO_2}+\mathrm{O_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow 4\mathrm{HNO_3}$$

В реакции 2 сульфид-ион содержит серу со степенью окисления $-2$, а в реакции с перманганатом сера окисляется. Марганец в $\mathrm{MnO_4^-}$ восстанавливается с $+7$ до более низкой степени окисления. Степени окисления изменяются, поэтому…$$\mathrm{S^{-2} \rightarrow S^{0}\ или\ S^{+6};\ Mn^{+7} \rightarrow Mn^{+2}}$$

В реакции 5 йод в иодоводородной кислоте имеет степень окисления $-1$ и окисляется до $\mathrm{I_2}$. Хром в дихромат-ионе восстанавливается с $+6$ до $+3$. Следовательно, реакция является окислительно-восстановительной.$$\mathrm{I^{-1} \rightarrow I_2^0;\ Cr^{+6} \rightarrow Cr^{+3}}$$

В исходном соединении атомы хлора замещаются гидроксильными группами при действии водного раствора гидроксида калия.$$\mathrm{CH_3CH_2CH(Cl)CH_2Cl + 2KOH_{(aq)} \rightarrow CH_3CH_2CH(OH)CH_2OH + 2KCl}$$

Образовавшийся бутан-1,2-диол окисляется дихроматом калия в кислой среде. Преимущественно образуется пропионовая кислота; первичный атом углерода окисляется до углекислого газа.$$\mathrm{CH_3CH_2CH(OH)CH_2OH + 2K_2Cr_2O_7 + 8H_2SO_4 \rightarrow CH_3CH_2COOH + CO_2 + 2Cr_2(SO_4)_3 + 2K_2SO_4 + 10H_2O}$$

Взаимодействие этилена с водородом — это гидрирование алкена: водород присоединяется по двойной связи.$$\mathrm{C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6}$$

По классификации органических реакций это реакция присоединения, а не замещения и не гидратации, поскольку присоединяется водород, а не вода.

Хлорирование 4-хлортолуола протекает по механизму электрофильного замещения. Метильная группа и атом хлора ориентируют замещение в положения 2 и 6, которые эквивалентны.$$\mathrm{p-Cl-C_6H_4-CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{FeCl_3} 2,4-Cl_2C_6H_3-CH_3 + HCl}$$

При окислении избытком перманганата боковая метильная группа превращается в карбоксильную, при этом атом хлора в кольце сохраняется.$$\mathrm{2,4-Cl_2C_6H_3-CH_3 \xrightarrow[H_2SO_4]{KMnO_4,\ изб.} 2,4-Cl_2C_6H_3-COOH}$$

Реакция обмена протекает между двумя сложными веществами, при этом они обмениваются составными частями.

В схеме 2 хлорид бария и серная кислота обмениваются ионами: образуются сульфат бария и соляная кислота.$$\mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + HCl}$$

В реакции взаимодействия соляной кислоты с аммиаком образуется хлорид аммония. Степени окисления элементов не изменяются:$$\mathrm{HCl + NH_3 \rightarrow NH_4Cl}$$

При разложении хлората калия хлор изменяет степень окисления с $+5$ до $-1$ и $0$, поэтому реакция является окислительно-восстановительной:$$\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}$$

Окисление циклопентена горячим подкисленным раствором перманганата калия сопровождается разрывом двойной связи и образованием глутаровой кислоты. Это вещество является $X_1$.$$\mathrm{(CH_2)_3CH=CH_2?}$$

Глутаровая кислота при нагревании декарбоксилируется с образованием бутановой кислоты. Это вещество является $X_2$.$$\mathrm{HOOC{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}COOH \xrightarrow{t^\circ} CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}COOH + CO_2}$$