Решения заданий ФИПИ ОГЭ по химии: «Качественный анализ и безопасность» — с ответами

Для определения фосфата калия выбираем раствор сульфата цинка. При смешивании растворов образуется белый осадок фосфата цинка.$$3\mathrm{K_3PO_4}+3\mathrm{ZnSO_4}\rightarrow\mathrm{Zn_3(PO_4)_2}\downarrow+3\mathrm{K_2SO_4}$$

Полное ионное уравнение реакции фосфата калия с сульфатом цинка:$$9\mathrm{K^+}+3\mathrm{PO_4^{3-}}+3\mathrm{Zn^{2+}}+3\mathrm{SO_4^{2-}}\rightarrow\mathrm{Zn_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{K^+}+3\mathrm{SO_4^{2-}}$$

Для обнаружения серной кислоты выбираем раствор карбоната калия. При взаимодействии кислоты с карбонатом выделяется углекислый газ, что сопровождается шипением и появлением пузырьков бесцветного газа.$$\mathrm{H_2SO_4+K_2CO_3\rightarrow K_2SO_4+H_2O+CO_2\uparrow}$$

Молекулярное уравнение реакции серной кислоты с карбонатом калия:$$\mathrm{H_2SO_4+K_2CO_3\rightarrow K_2SO_4+H_2O+CO_2\uparrow}$$

Выбираем два реактива: раствор сульфата цинка $\mathrm{ZnSO_4}$ и раствор аммиака $\mathrm{NH_3 \cdot H_2O}$. Сульфат цинка позволяет обнаружить фосфат-ион, а аммиак — ионы магния.

При добавлении раствора сульфата цинка к раствору фосфата натрия образуется белый осадок фосфата цинка.$$\mathrm{2Na_3PO_4 + 3ZnSO_4 \rightarrow Zn_3(PO_4)_2\downarrow + 3Na_2SO_4}$$

Выбираем соляную кислоту и раствор сульфата натрия. Пероксид водорода не даёт характерного признака, позволяющего надёжно различить данные растворы.

При добавлении соляной кислоты к раствору карбоната натрия выделяется бесцветный углекислый газ.$$\mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Для распознавания раствора нитрата серебра выбираем медь. При погружении меди в раствор $\mathrm{AgNO_3}$ на поверхности меди выделяется серебро, а раствор постепенно приобретает голубую окраску из-за образования $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$.$$\mathrm{Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag}$$

Полное ионное уравнение реакции меди с нитратом серебра:$$\mathrm{Cu + 2Ag^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^- + 2Ag}$$

Для распознавания растворов выбираем цинк и раствор хлорида бария. Цинк реагирует с соляной кислотой с выделением водорода, а хлорид бария даёт белый осадок с раствором сульфата магния.

При добавлении цинка к соляной кислоте наблюдается выделение бесцветного газа — водорода. Молекулярное уравнение:$$\mathrm{Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\uparrow}$$

Для различения растворов выбираем гидроксид натрия и серную кислоту. Хлорид меди(II) не даёт характерного различительного признака с данными растворами.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору сульфата магния выпадает белый осадок гидроксида магния.$$\mathrm{MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}$$

Выбираем серную кислоту и гидроксид натрия. Серная кислота позволяет обнаружить ионы бария по образованию белого осадка сульфата бария. Гидроксид натрия используется как дополнительный реактив: видимых признаков реакции с растворами…

При добавлении серной кислоты к раствору хлорида бария образуется белый осадок сульфата бария.$$\mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}$$

Для определения веществ выбираем цинк и раствор нитрата серебра. Гидроксид калия не позволяет надёжно различить данные растворы.

При добавлении цинка к соляной кислоте наблюдается выделение бесцветного газа — водорода. С раствором хлорида кальция видимых изменений нет.$$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$$

Для обнаружения фосфат-иона выбираем раствор нитрата бария. При смешивании с раствором фосфата натрия образуется жёлтый осадок фосфата бария.$$2\mathrm{Na_3PO_4}+3\mathrm{Ba(NO_3)_2}\rightarrow\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{NaNO_3}$$

Молекулярное уравнение реакции фосфата натрия с нитратом бария:$$2\mathrm{Na_3PO_4}+3\mathrm{Ba(NO_3)_2}\rightarrow\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{NaNO_3}$$

Для определения карбоната натрия выбираем раствор нитрата бария. При смешивании образуется белый осадок карбоната бария.$$\mathrm{Na_2CO_3 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2NaNO_3}$$

Полное ионное уравнение реакции с раствором карбоната натрия:$$\mathrm{2Na^+ + CO_3^{2-} + Ba^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2Na^+ + 2NO_3^-}$$

Для обнаружения фосфат-иона используют раствор хлорида магния. При смешивании растворов $\mathrm{Na_3PO_4}$ и $\mathrm{MgCl_2}$ образуется белый осадок фосфата магния.$$2\mathrm{Na_3PO_4}+3\mathrm{MgCl_2}\rightarrow\mathrm{Mg_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{NaCl}$$

Полное ионное уравнение реакции в склянке № 1:$$6\mathrm{Na^+}+2\mathrm{PO_4^{3-}}+3\mathrm{Mg^{2+}}+6\mathrm{Cl^-}\rightarrow\mathrm{Mg_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{Na^+}+6\mathrm{Cl^-}$$

Выбираем растворы фосфата калия и хлорида железа(III). Соляная кислота не позволяет надёжно различить растворы гидроксида натрия и хлорида лития по наблюдаемому признаку.

При добавлении раствора хлорида железа(III) к раствору гидроксида натрия образуется бурый осадок гидроксида железа(III).$$\mathrm{3NaOH + FeCl_3 \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl}$$

Выбираем карбонат калия и хлорид железа(III). Карбонат калия позволяет обнаружить соляную кислоту по выделению углекислого газа, а хлорид железа(III) — гидроксид натрия по образованию бурого осадка гидроксида железа(III).

Предположим, что в склянке № 1 находится соляная кислота. При добавлении раствора карбоната калия наблюдается выделение пузырьков газа.$$\mathrm{2HCl + K_2CO_3 \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Выбираем карбонат калия и нитрат бария. Карбонат калия обнаруживает соляную кислоту по выделению углекислого газа, а нитрат бария обнаруживает фосфат натрия по образованию белого осадка фосфата бария.

При добавлении карбоната калия к раствору соляной кислоты выделяется бесцветный газ. Молекулярное уравнение:$$2\mathrm{HCl}+\mathrm{K_2CO_3}\rightarrow2\mathrm{KCl}+\mathrm{H_2O}+\mathrm{CO_2}\uparrow$$

Для различения двух растворов выбираем соляную кислоту и раствор сульфата натрия. Соляная кислота обнаруживает карбонат-ион по выделению углекислого газа, а сульфат натрия обнаруживает ион бария по образованию белого осадка.

Раствор карбоната калия при добавлении соляной кислоты закипает; выделяется бесцветный углекислый газ без запаха.$$\mathrm{K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Выбираем карбонат калия и хлорид алюминия. Нитрат натрия не подходит, так как не даёт характерных признаков реакции ни с раствором гидроксида натрия, ни с раствором хлорида кальция.

При добавлении карбоната калия к раствору хлорида кальция образуется белый осадок карбоната кальция. С раствором гидроксида натрия видимых изменений нет.$$\mathrm{CaCl_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2KCl};\quad \mathrm{Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow}$$

Железо не позволяет надёжно различить растворы нитрата кальция и фосфата калия, поэтому выбираем растворы карбоната натрия и нитрата серебра.

Если в склянке № 1 находится раствор нитрата кальция, при добавлении раствора карбоната натрия образуется белый осадок карбоната кальция. С раствором нитрата серебра видимых изменений не происходит.$$\mathrm{Ca(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaNO_3}$$

Выбираем растворы гидроксида натрия и хлорида магния. Раствор фосфата натрия определяем по образованию белого осадка фосфата магния при добавлении $\mathrm{MgCl_2}$.$$2\mathrm{Na_3PO_4}+3\mathrm{MgCl_2}\rightarrow\mathrm{Mg_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{NaCl}$$

Полное ионное уравнение реакции фосфата натрия с хлоридом магния:$$6\mathrm{Na^+}+2\mathrm{PO_4^{3-}}+3\mathrm{Mg^{2+}}+6\mathrm{Cl^-}\rightarrow\mathrm{Mg_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{Na^+}+6\mathrm{Cl^-}$$

Для распознавания растворов выбираем раствор нитрата бария и соляную кислоту. Ионы бария образуют осадки с сульфат-ионами и фосфат-ионами, а фосфат бария растворяется в кислоте.

При добавлении нитрата бария к раствору сульфата алюминия образуется белый осадок сульфата бария.$$\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 3Ba(NO_3)_2 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Al(NO_3)_3}$$