Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Для различения $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{KCl}$ добавим $\mathrm{MgCl_2}$. В растворе с $\mathrm{KOH}$ образуется осадок гидроксида магния, а с $\mathrm{KCl}$ видимого эффекта нет.$$\mathrm{MgCl_2 + 2KOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2KCl}$$

Для различения $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{Ca(OH)_2}$ добавим $\mathrm{Na_2CO_3}$. Только раствор гидроксида кальция даёт осадок карбоната кальция.$$\mathrm{Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaOH}$$

К раствору смеси $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{K_2CO_3}$ добавляют разбавленную серную кислоту. Карбонат реагирует с выделением углекислого газа, а гидроксид калия — без выделения газа.$$\mathrm{CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow CO_2\uparrow + H_2O}$$

Ионы $\mathrm{Li^+}$ образуют малорастворимый фосфат лития с фосфат-ионами. Поэтому $\mathrm{LiCl}$ позволяет отличить $\mathrm{K_3PO_4}$ от $\mathrm{K_2SO_4}$.$$\mathrm{3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4\downarrow}$$

Гидроксид меди(II) реагирует с серной кислотой с образованием растворимого сульфата меди(II) и воды. Голубой осадок растворяется.$$\mathrm{Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O}$$

При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида бария образуется нерастворимый карбонат бария, поэтому раствор мутнеет.$$\mathrm{CO_2 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCO_3\downarrow + H_2O}$$

Этановая кислота реагирует с магнием с образованием ацетата магния и водорода. Наблюдается выделение газа, а металл растворяется.$$2\mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{(CH_3COO)_2Mg} + \mathrm{H_2}\uparrow$$

Пропанол-1 реагирует с натрием с образованием пропанолята натрия и водорода. Наблюдается выделение газа, а натрий растворяется.$$2\mathrm{C_3H_7OH} + 2\mathrm{Na} \rightarrow 2\mathrm{C_3H_7ONa} + \mathrm{H_2}\uparrow$$

Формальдегид является альдегидом и при нагревании восстанавливает гидроксид меди(II) до оксида меди(I), а гексин-3 в этих условиях не даёт такой реакции. Поэтому для пары А подходит реактив 4.$$\mathrm{HCHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} HCOOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O}$$

Глицерин — многоатомный спирт: он взаимодействует с $\mathrm{Cu(OH)_2}$ с образованием ярко-синего комплексного соединения. Уксусная кислота такой качественной реакции не даёт. Для пары Б подходит реактив 4.$$\mathrm{Cu(OH)_2 + glycerol \rightarrow complex\ blue\ solution}$$

Уксусная кислота реагирует с магнием с выделением водорода.$$2\mathrm{CH_3COOH}+\mathrm{Mg}\rightarrow\mathrm{(CH_3COO)_2Mg}+\mathrm{H_2}\uparrow$$

Ацетальдегид при нагревании восстанавливает гидроксид меди(II) до оксида меди(I), образующего кирпично-красный осадок.$$\mathrm{CH_3CHO}+2\mathrm{Cu(OH)_2}\xrightarrow{t}\mathrm{CH_3COOH}+\mathrm{Cu_2O}\downarrow+2\mathrm{H_2O}$$

При взаимодействии алюмината калия с углекислым газом образуется белый студенистый осадок гидроксида алюминия.$$\mathrm{K[Al(OH)_4] + CO_2 \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + KHCO_3}$$

Карбонат кальция растворяется в воде, насыщенной углекислым газом, с образованием растворимого гидрокарбоната кальция. Газ при этом не выделяется.$$\mathrm{CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2}$$

К растворам $\mathrm{KI}$ и $\mathrm{KCl}$ добавляют $\mathrm{AgNO_3}$. Образуются осадки разного цвета: жёлтый $\mathrm{AgI}$ и белый $\mathrm{AgCl}$.$$\mathrm{Ag^+ + I^- \rightarrow AgI\downarrow;\quad Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Растворы $\mathrm{HCl}$ и $\mathrm{HNO_3}$ также можно различить с помощью $\mathrm{AgNO_3}$: хлорид-ионы дают белый осадок $\mathrm{AgCl}$, а нитрат-ионы не реагируют.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Для пары А добавление $\mathrm{K_2SO_4}$ к раствору $\mathrm{Ba(OH)_2}$ приводит к образованию белого осадка сульфата бария. С $\mathrm{K_3PO_4}$ видимого признака реакции нет.$$\mathrm{Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KOH}$$

Для пары Б сульфат калия образует осадок с $\mathrm{Ba(OH)_2}$, но не реагирует с $\mathrm{NaOH}$ с образованием осадка.$$\mathrm{Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KOH}$$

Гексан не реагирует с натрием в обычных условиях, а пропанол-2 реагирует с выделением водорода.$$2\mathrm{C_3H_7OH}+2\mathrm{Na}\rightarrow2\mathrm{C_3H_7ONa}+\mathrm{H_2}\uparrow$$

Циклогексен обесцвечивает бромную воду по реакции присоединения. Бензол без специальных условий с бромной водой не реагирует.$$\mathrm{C_6H_{10}+Br_2\rightarrow C_6H_{10}Br_2}$$

Этан не содержит кратной связи и не обесцвечивает бромную воду, а пропилен вступает в реакцию присоединения с бромом.$$\mathrm{CH_3CH=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_3CHBrCH_2Br}$$

Ацетилен и бутин-1 имеют концевую тройную связь и реагируют с аммиачным раствором оксида серебра. Пропилен и бутин-2 такой реакции не дают.$$\mathrm{RC\equiv CH + [Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow RC\equiv CAg\downarrow + 2NH_3 + H_2O}$$

Этин содержит концевую тройную связь и реагирует с аммиачным раствором оксида серебра с образованием малорастворимого ацетиленида серебра. Этилен в этих условиях такой реакции не даёт.$$\mathrm{HC\equiv CH + 2[Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow AgC\equiv CAg\downarrow + 4NH_3 + 2H_2O}$$

Пропен обесцвечивает бромную воду вследствие реакции присоединения по двойной связи, а пропан с бромной водой не реагирует.$$\mathrm{CH_3CH=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_3CHBrCH_2Br}$$

Пропаналь является альдегидом и даёт реакцию «серебряного зеркала» с реактивом Толленса, а пропанол-2 этой реакции не даёт.$$\mathrm{CH_3CH_2CHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow CH_3CH_2COONH_4 + 2Ag\downarrow + 3NH_3 + H_2O}$$

Пропаналь не реагирует с гидрокарбонатом калия, а муравьиная кислота реагирует с выделением углекислого газа.$$\mathrm{HCOOH + KHCO_3 \rightarrow HCOOK + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Циклопентен содержит двойную связь и вступает в реакцию присоединения с бромом. Раствор брома обесцвечивается.$$\mathrm{C_5H_8 + Br_2 \rightarrow C_5H_8Br_2}$$

Циклопентанол реагирует с натрием с образованием алкоголята и выделением водорода.$$2\mathrm{C_5H_9OH + 2Na \rightarrow 2C_5H_9ONa + H_2\uparrow}$$

К растворам $\mathrm{ZnCl_2}$ и $\mathrm{MgCl_2}$ добавляют $\mathrm{KOH}$. В обоих случаях образуются гидроксиды, но $\mathrm{Zn(OH)_2}$ растворяется в избытке щёлочи, а $\mathrm{Mg(OH)_2}$ не растворяется.$$\mathrm{Zn^{2+}+2OH^-\rightarrow Zn(OH)_2\downarrow;\quad Zn(OH)_2+2OH^-\rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}}$$

В растворах $\mathrm{MgCl_2}$ и $\mathrm{MgI_2}$ ионы йодида обнаруживают хлором: выделяется йод, окрашивающий раствор.$$\mathrm{Cl_2+2I^- ightarrow 2Cl^-+I_2}$$

Аммиак реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида аммония. Все вещества находятся в растворе, окрашенного или газообразного продукта не образуется.$$\mathrm{NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl}$$

Диоксид серы реагирует с гидроксидом бария с образованием сульфита бария — белого осадка.$$\mathrm{Ba(OH)_2 + SO_2 \rightarrow BaSO_3\downarrow + H_2O}$$

Для различения $\mathrm{K_3PO_4}$ и $\mathrm{K_2S}$ добавляют соляную кислоту. Сульфид-ион вызывает выделение сероводорода, а фосфат образует фосфорную кислоту.$$\mathrm{S^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2S\uparrow}$$

Для различения $\mathrm{ZnCl_2}$ и $\mathrm{Mg(NO_3)_2}$ добавляют гидроксид натрия. В обоих случаях образуются гидроксиды, но $\mathrm{Zn(OH)_2}$ растворяется в избытке щёлочи, а $\mathrm{Mg(OH)_2}$ — нет.$$\mathrm{Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow}$$

Пропаналь является альдегидом и при нагревании восстанавливает $\mathrm{Cu(OH)_2}$ до оксида меди(I), а метилбензол в этих условиях качественной реакции не даёт.$$\mathrm{RCHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} RCOOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O}$$

Циклогексен содержит двойную связь и окисляется под действием $\mathrm{KMnO_4}$ в кислой среде, тогда как пентан не реагирует в этих условиях.$$\mathrm{C_6H_{10} + [O] \xrightarrow{KMnO_4,\ H^+} \text{продукты окисления}}$$

Пропановая кислота реагирует с магнием как кислота с активным металлом. Образуется соль и выделяется водород — бесцветный газ.$$2\mathrm{C_2H_5COOH}+\mathrm{Mg}\rightarrow(\mathrm{C_2H_5COO})_2\mathrm{Mg}+\mathrm{H_2}\uparrow$$

Пропанол-2 реагирует с натрием с образованием алкоголята и выделением водорода.$$2\mathrm{CH_3CH(OH)CH_3}+2\mathrm{Na}\rightarrow2\mathrm{CH_3CH(ONa)CH_3}+\mathrm{H_2}\uparrow$$

Этилен содержит двойную связь и присоединяет бром. Бромная вода обесцвечивается, осадок не образуется.$$\mathrm{CH_2{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow BrCH_2{-}CH_2Br}$$

Пентен-2 окисляется кислым раствором перманганата калия. Раствор перманганата обесцвечивается; осадок не образуется, поскольку в кислой среде марганец восстанавливается до ионов $\mathrm{Mn^{2+}}$.$$\mathrm{MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O}$$