Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

К растворам $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{K_2SO_3}$ добавляют разбавленную серную кислоту. Сульфит реагирует с кислотой с выделением $\mathrm{SO_2}$, тогда как при взаимодействии с $\mathrm{KOH}$ происходит нейтрализация.$$\mathrm{K_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O}$$

Раствор $\mathrm{KClO}$ вследствие гидролиза имеет щелочную среду и окрашивает фенолфталеин, а раствор сильной кислоты $\mathrm{HClO_4}$ остаётся бесцветным.$$\mathrm{ClO^- + H_2O \rightleftharpoons HClO + OH^-}$$

Разбавленная азотная кислота окисляет медь, а разбавленная серная кислота с медью не реагирует. Поэтому для различения растворов кислот используют медь.

Иодид-ионы восстанавливают ионы меди(II) до иодида меди(I), при этом выделяется йод. С соляной кислотой такая реакция не происходит.

Уксусная кислота реагирует с нерастворимым гидроксидом магния. Осадок $\mathrm{Mg(OH)_2}$ растворяется:$$2\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{Mg(OH)_2} \rightarrow \mathrm{Mg(CH_3COO)_2} + 2\mathrm{H_2O}$$

При взаимодействии стеарата калия с гидрокарбонатом кальция образуется нерастворимый стеарат кальция, поэтому наблюдается осадок:$$2\mathrm{C_{17}H_{35}COOK} + \mathrm{Ca(HCO_3)_2} \rightarrow \mathrm{(C_{17}H_{35}COO)_2Ca}\downarrow + 2\mathrm{KHCO_3}$$

При смешивании растворов нитрата серебра и иодида натрия образуется жёлтый осадок иодида серебра, поэтому наблюдается образование окрашенного осадка.$$\mathrm{AgNO_3 + NaI \rightarrow AgI\downarrow + NaNO_3}$$

Ионы железа(III) реагируют с гидроксид-ионами с образованием бурого осадка гидроксида железа(III), поэтому признак реакции — образование окрашенного осадка.$$\mathrm{2FeCl_3 + 3Ba(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3BaCl_2}$$

К растворам $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ и $\mathrm{MgSO_4}$ добавляют $\mathrm{KOH}$. В обоих случаях образуются осадки гидроксидов, но $\mathrm{Al(OH)_3}$ растворяется в избытке щёлочи, поскольку является амфотерным, а $\mathrm{Mg(OH)_2}$ не…$$\mathrm{Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-}$$

Растворы $\mathrm{NaCl}$ и $\mathrm{NaI}$ различают с помощью $\mathrm{AgNO_3}$. Образуются осадки разного цвета: $\mathrm{AgCl}$ — белый, $\mathrm{AgI}$ — жёлтый.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow};\quad \mathrm{Ag^+ + I^- \rightarrow AgI\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{MgCl_2}$ и $\mathrm{Mg(NO_3)_2}$ добавляют раствор $\mathrm{AgNO_3}$. С хлоридом образуется белый осадок $\mathrm{AgCl}$, а с нитратом реакции осаждения нет.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Раствор $\mathrm{NaOH}$ различает $\mathrm{Na_2SO_3}$ и $\mathrm{MgSO_4}$: с сульфатом магния образуется осадок $\mathrm{Mg(OH)_2}$.$$\mathrm{Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow}$$

Циклогексен содержит двойную связь. При окислении перманганатом калия раствор обесцвечивается.$$\mathrm{C_6H_{10} + [O] \xrightarrow{KMnO_4,\ H^+} products}$$

Изопрен — непредельный углеводород с двойными связями. Он присоединяет бром, поэтому бромная вода обесцвечивается.$$\mathrm{C_5H_8 + Br_2 \rightarrow C_5H_8Br_2}$$

Гидроксид алюминия амфотерен и растворяется в растворе щёлочи с образованием растворимого алюмината.$$\mathrm{Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]}$$

Карбонат калия реагирует с азотной кислотой, при этом выделяется бесцветный углекислый газ.$$\mathrm{K_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow}$$

Бутадиен-1,3 содержит двойные связи и вступает в реакцию присоединения с бромом. Бромная вода обесцвечивается.$$\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br{-}CHBr{-}CH{=}CH_2}$$

Пропаналь — альдегид. При нагревании он восстанавливает гидроксид меди(II) до оксида меди(I), который выпадает в виде кирпично-красного осадка.$$\mathrm{CH_3CH_2CHO + 2Cu(OH)_2 \rightarrow CH_3CH_2COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O}$$

Гидроксид цинка является амфотерным и растворяется в растворе щёлочи с образованием растворимого цинката.$$\mathrm{Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]}$$

Сульфит натрия реагирует с серной кислотой с выделением сернистого газа.$$\mathrm{Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O}$$

Гидроксид магния реагирует с соляной кислотой, образуя растворимую соль и воду; осадок растворяется.$$\mathrm{Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O}$$

Медь реагирует с разбавленной азотной кислотой с образованием нитрата меди(II), воды и оксида азота(II), поэтому наблюдаются растворение твёрдого вещества и выделение газа.$$\mathrm{3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O}$$

Оксид цинка является амфотерным и растворяется в растворе гидроксида калия с образованием растворимого цинката.$$\mathrm{ZnO + 2KOH + H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]}$$

В кислой среде жёлтый хромат-ион превращается в оранжевый дихромат-ион, поэтому раствор меняет окраску на оранжевую.$$\mathrm{2CrO_4^{2-} + 2H^+ \rightleftharpoons Cr_2O_7^{2-} + H_2O}$$

Этиленгликоль содержит две гидроксильные группы. Он взаимодействует с гидроксидом меди(II) с образованием растворимого ярко-синего комплексного соединения.$$\mathrm{HOCH_2CH_2OH + Cu(OH)_2 \rightarrow комплекс\ ярко\text{-}синего\ цвета + 2H_2O}$$

Толуол окисляется под действием подкисленного раствора перманганата калия, поэтому фиолетовая окраска раствора исчезает.$$\mathrm{C_6H_5CH_3 \xrightarrow[H^+]{KMnO_4} C_6H_5COOH}$$

Гидроксид железа(III) реагирует с азотной кислотой с образованием растворимой соли и воды. Бурый осадок $\mathrm{Fe(OH)_3}$ растворяется.$$\mathrm{Fe(OH)_3 + 3HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 3H_2O}$$

Гидроксид алюминия растворяется в соляной кислоте с образованием растворимого хлорида алюминия.$$\mathrm{Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O}$$

Гидроксид натрия реагирует с уксусной кислотой в реакции нейтрализации. Образуются растворимые вещества, поэтому видимые признаки реакции отсутствуют.$$\mathrm{NaOH + CH_3COOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O}$$

Гидроксид цинка является амфотерным и растворяется в растворе щёлочи с образованием растворимого цинката.$$\mathrm{Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]}$$

Для пары А добавление $\mathrm{NaCl}$ приводит к образованию осадка хлорида серебра с раствором $\mathrm{AgNO_3}$. С $\mathrm{NaF}$ осадок не образуется, поскольку $\mathrm{AgF}$ растворим.$$\mathrm{AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3}$$

Для пары Б используем $\mathrm{AgNO_3}$. С $\mathrm{HCl}$ образуется белый осадок $\mathrm{AgCl}$, а с $\mathrm{Na_2S}$ — чёрный осадок $\mathrm{Ag_2S}$.$$\mathrm{AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3};\quad 2\mathrm{AgNO_3 + Na_2S \rightarrow Ag_2S\downarrow + 2NaNO_3}$$

В паре А сульфат магния даёт с нитратом бария белый осадок сульфата бария, а хлорид магния такой реакции не даёт.$$\mathrm{MgSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + Mg(NO_3)_2}$$

В паре Б ион аммония при нагревании со щёлочью выделяет аммиак, тогда как хлорид натрия не реагирует заметным образом.$$\mathrm{NH_4Cl + NaOH \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + NaCl}$$

К раствору $\mathrm{MgCl_2}$ добавляют карбонат калия: образуется осадок карбоната магния. С раствором $\mathrm{NaCl}$ такого признака нет. Поэтому А — 3.$$\mathrm{MgCl_2 + K_2CO_3 \rightarrow MgCO_3\downarrow + 2KCl}$$

Карбонат натрия гидролизуется по аниону и создаёт щелочную среду, поэтому фенолфталеин окрашивается. Раствор сульфата натрия такой окраски не даёт. Поэтому Б — 1.$$\mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-}$$

Для различения $\mathrm{CuSO_4}$ и $\mathrm{CuCl_2}$ используют раствор $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$. Сульфат-ионы дают белый осадок $\mathrm{BaSO_4}$, а хлорид-ионы не реагируют.$$\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{Na_2SO_4}$ и $\mathrm{Li_2SO_4}$ используют $\mathrm{Na_3PO_4}$. Ионы лития образуют малорастворимый фосфат лития, тогда как фосфат натрия растворим.$$3\mathrm{Li^+} + \mathrm{PO_4^{3-}} \rightarrow \mathrm{Li_3PO_4\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{K_2SO_4}$ и $\mathrm{Na_3PO_4}$ добавляют $\mathrm{AgNO_3}$. С фосфат-ионами образуется жёлтый осадок $\mathrm{Ag_3PO_4}$, а сульфат не даёт такого признака.$$3\mathrm{Ag^+}+\mathrm{PO_4^{3-}}\rightarrow\mathrm{Ag_3PO_4}\downarrow$$

Растворы $\mathrm{CrCl_3}$ и $\mathrm{Cr(NO_3)_3}$ различают с помощью $\mathrm{AgNO_3}$: в первом случае образуется белый осадок хлорида серебра, во втором осадок не образуется.$$\mathrm{Ag^+}+\mathrm{Cl^-}\rightarrow\mathrm{AgCl}\downarrow$$