Задание 17 ОГЭ по химии: решения ФИПИ с ответами по шагам

Для пары А раствор $\mathrm{AgNO_3}$ позволяет обнаружить хлорид-ионы в $\mathrm{NaCl}$: образуется белый осадок, а с $\mathrm{NaNO_3}$ осадок не образуется.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Для пары Б соляная кислота реагирует с карбонатом калия с выделением углекислого газа, но не даёт такого признака с сульфатом аммония.$$\mathrm{K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Для пары А медь реагирует с раствором нитрата серебра, но не реагирует с раствором нитрата натрия. Образуется серебро.$$\mathrm{Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag}$$

В паре Б разбавленная серная кислота создаёт кислую среду и окрашивает лакмус в красный цвет, а раствор сульфата калия не даёт такой реакции.$$\mathrm{H_2SO_4 \rightleftharpoons 2H^+ + SO_4^{2-}}$$

Для пары А выбираем $\mathrm{KOH}$. С раствором $\mathrm{MgCl_2}$ образуется белый осадок гидроксида магния, а с раствором $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$ видимого осадка не образуется, так как $\mathrm{Ba(OH)_2}$ растворим.$$\mathrm{MgCl_2 + 2KOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2KCl}$$

Для пары Б выбираем $\mathrm{K_3PO_4}$. Ионы бария образуют белый осадок фосфата бария, тогда как сульфат натрия не даёт такого отличительного признака при добавлении этого реактива.$$\mathrm{3Ba(NO_3)_2 + 2K_3PO_4 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 6KNO_3}$$

В растворах $\mathrm{K_2SO_4}$ и $\mathrm{MgSO_4}$ различить вещества можно добавлением $\mathrm{NaOH}$. С ионами $\mathrm{Mg^{2+}}$ образуется осадок $\mathrm{Mg(OH)_2}$, а с ионами $\mathrm{K^+}$ осадок не образуется.$$\mathrm{MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}$$

В растворе $\mathrm{Ba(OH)_2}$ есть щёлочь, поэтому фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет. В растворе $\mathrm{BaCl_2}$ щелочная среда не образуется.$$\mathrm{Ba(OH)_2 \rightleftharpoons Ba^{2+} + 2OH^-}$$

Для различения $\mathrm{MgCl_2}$ и $\mathrm{ZnCl_2}$ добавим щёлочь. В обоих случаях образуются осадки гидроксидов, но $\mathrm{Zn(OH)_2}$ растворяется в избытке $\mathrm{KOH}$ как амфотерный гидроксид, а $\mathrm{Mg(OH)_2}$ не…$$\mathrm{Zn(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]}$$

Для различения $\mathrm{FeS}$ и $\mathrm{CuS}$ используем соляную кислоту. Сульфид железа реагирует с кислотой с выделением сероводорода, а $\mathrm{CuS}$ с разбавленной $\mathrm{HCl}$ практически не реагирует.$$\mathrm{FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\uparrow}$$

Для пары А добавление соляной кислоты к сульфиту натрия сопровождается выделением сернистого газа, а с силикатом натрия образуется студенистый осадок кремниевой кислоты. Поэтому вещества можно различить реактивом 4.$$\mathrm{Na_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + SO_2\uparrow}$$

Для пары Б нитрат серебра образует белый осадок хлорида серебра с хлоридом кальция, но не даёт такого осадка с нитратом магния. Поэтому подходит реактив 3.$$\mathrm{AgNO_3 + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow + NO_3^-}$$

Для различения $\mathrm{H_2SO_4}$ и $\mathrm{HCl}$ добавим раствор $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$. Сульфат-ион образует белый осадок сульфата бария, а с хлорид-ионами видимой реакции нет.$$\mathrm{H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3}$$

Для различения $\mathrm{HBr}$ и $\mathrm{KCl}$ добавим $\mathrm{Mg(OH)_2}$. Бромоводородная кислота реагирует с гидроксидом магния, а хлорид калия не реагирует.$$\mathrm{2HBr + Mg(OH)_2 \rightarrow MgBr_2 + 2H_2O}$$

К растворам $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ и $\mathrm{K_2SO_4}$ добавляем $\mathrm{Na_3PO_4}$. В растворе с солью алюминия образуется осадок фосфата алюминия, а сульфат калия видимых изменений не даёт.$$\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 2Na_3PO_4 \rightarrow 2AlPO_4\downarrow + 3Na_2SO_4}$$

К растворам $\mathrm{BaCl_2}$ и $\mathrm{Zn(NO_3)_2}$ добавляем $\mathrm{AgNO_3}$. В первом растворе выпадает белый осадок хлорида серебра, во втором осадок не образуется.$$\mathrm{AgNO_3 + BaCl_2 \rightarrow AgCl\downarrow + Ba(NO_3)_2}$$

Оксид алюминия амфотерен и реагирует с гидроксидом натрия, а оксид магния с этим реактивом не реагирует. Поэтому для пары А подходит реактив 1.$$\mathrm{Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]}$$

Фосфорная кислота и фосфат натрия имеют различную реакцию среды. Лакмус позволяет различить кислую и щелочную среды. Поэтому для пары Б подходит реактив 3.$$\mathrm{H_3PO_4 \rightarrow 3H^+ + PO_4^{3-}}$$

В паре А только $\mathrm{LiCl}$ содержит хлорид-ионы. При добавлении $\mathrm{AgNO_3}$ образуется белый осадок хлорида серебра, а с $\mathrm{LiNO_3}$ осадок не образуется.$$\mathrm{AgNO_3 + LiCl \rightarrow AgCl\downarrow + LiNO_3}$$

В паре Б ион аммония содержится только в $\mathrm{NH_4Cl}$. При добавлении $\mathrm{NaOH}$ и нагревании выделяется аммиак с характерным запахом; с $\mathrm{KCl}$ газ не выделяется.$$\mathrm{NH_4Cl + NaOH \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + NaCl}$$

К смеси $\mathrm{NH_4Br}$ и $\mathrm{NaOH}$ при нагревании выделяется аммиак: ион $\mathrm{NH_4^+}$ реагирует с гидроксид-ионами. $\mathrm{NaBr}$ с щёлочью видимых признаков реакции не даёт.$$\mathrm{NH_4Br + NaOH \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + NaBr}$$

При добавлении $\mathrm{AgNO_3}$ к $\mathrm{NaCl}$ образуется белый осадок $\mathrm{AgCl}$, а с $\mathrm{KNO_3}$ осадок не образуется.$$\mathrm{NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3}$$

Для различения $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ и $\mathrm{FeCl_3}$ добавим $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$. Сульфат-ионы образуют белый осадок сульфата бария, а хлорид-ионы не реагируют.$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 3Ba(NO_3)_2 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Fe(NO_3)_3}$$

Для различения $\mathrm{NaOH}$ и $\mathrm{Ca(OH)_2}$ добавим $\mathrm{NaHCO_3}$. С гидроксидом кальция выделяется углекислый газ, а с гидроксидом натрия характерной реакции нет.$$\mathrm{Ca(OH)_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + Na_2CO_3 + 2H_2O}$$

В паре А только серная кислота содержит сульфат-ионы. При добавлении нитрата бария образуется белый осадок сульфата бария.$$\mathrm{H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3}$$

В паре Б гидроксид калия создаёт щелочную среду, в которой фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет. Раствор нитрата алюминия такой окраски не даёт.$$\mathrm{Al(NO_3)_3 + 3KOH \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3KNO_3}$$

Для различения $\mathrm{Al}$ и $\mathrm{Ag}$ добавляем соляную кислоту. Алюминий реагирует с кислотой с выделением водорода, а серебро не реагирует.$$2\mathrm{Al} + 6\mathrm{HCl} \rightarrow 2\mathrm{AlCl_3} + 3\mathrm{H_2}\uparrow$$

К растворам $\mathrm{Al(NO_3)_3}$ и $\mathrm{AgNO_3}$ также добавляем $\mathrm{HCl}$. В растворе нитрата серебра образуется белый осадок хлорида серебра, а с нитратом алюминия осадок не образуется.$$\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{HNO_3}$$

Для различения $\mathrm{CO_2}$ и $\mathrm{N_2}$ используют раствор гидроксида кальция. Углекислый газ реагирует с известковой водой с образованием белого осадка карбоната кальция, а азот не реагирует.$$\mathrm{CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O}$$

Цинк реагирует с азотной кислотой, тогда как с раствором нитрата калия в обычных условиях заметной реакции нет. Поэтому этим металлом различают $\mathrm{KNO_3}$ и $\mathrm{HNO_3}$.$$\mathrm{Zn + HNO_3 \rightarrow продукты\ реакции}$$

Для различения $\mathrm{FeCl_3}$ и $\mathrm{MgCl_2}$ добавляют $\mathrm{NaOH}$. В первом случае образуется бурый осадок $\mathrm{Fe(OH)_3}$, во втором — белый осадок $\mathrm{Mg(OH)_2}$.$$\mathrm{FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl}$$

Для различения $\mathrm{NaCl}$ и $\mathrm{Na_2SO_4}$ используют $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$. Сульфат-ионы дают белый осадок $\mathrm{BaSO_4}$, а с хлорид-ионами видимой реакции нет.$$\mathrm{Na_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaNO_3}$$

Для пары А добавление $\mathrm{K_3PO_4}$ к раствору $\mathrm{AgNO_3}$ приводит к образованию жёлтого осадка фосфата серебра. С раствором $\mathrm{NaNO_3}$ видимых изменений нет.$$3\mathrm{AgNO_3}+\mathrm{K_3PO_4}\rightarrow\mathrm{Ag_3PO_4}\downarrow+3\mathrm{KNO_3}$$

Для пары Б добавление $\mathrm{K_3PO_4}$ к раствору $\mathrm{Ba(OH)_2}$ приводит к образованию осадка фосфата бария. С раствором $\mathrm{NaOH}$ осадок не образуется.$$3\mathrm{Ba(OH)_2}+2\mathrm{K_3PO_4}\rightarrow\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{KOH}$$

Азотная кислота изменяет окраску метилоранжа, а раствор нитрата калия нейтрален и окраску индикатора не изменяет.$$\mathrm{HNO_3 \rightarrow H^+ + NO_3^-}$$

Нитрат бария реагирует с сульфатом калия с образованием белого осадка сульфата бария. С нитратом натрия реакции нет.$$\mathrm{K_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KNO_3}$$

Для различения $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{Ba(OH)_2}$ добавляем раствор $\mathrm{Na_2SO_4}$. С гидроксидом бария образуется белый осадок сульфата бария, а с гидроксидом калия видимых изменений нет.$$\mathrm{Ba(OH)_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaOH}$$

Для различения $\mathrm{CO_2}$ и $\mathrm{NH_3}$ используем фенолфталеин. Аммиак создаёт щелочную среду, поэтому фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет; углекислый газ такой окраски не вызывает.$$\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}$$

Раствор аммиака имеет щелочную среду, поэтому фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет. Раствор нитрата аммония такой окраски не даёт.$$\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}$$

В растворе сульфата железа(III) есть сульфат-ионы, которые с хлоридом бария образуют белый осадок сульфата бария. В растворе хлорида железа(III) сульфат-ионов нет.$$\mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2FeCl_3}$$