Химия ОГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

В паре А сульфат калия и хлорид натрия различают раствором нитрата бария. В растворе сульфата калия образуется белый осадок сульфата бария, а с хлоридом натрия реакции нет.$$\mathrm{K_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KNO_3}$$

В паре Б оба вещества содержат сульфат-ионы, поэтому нитрат бария не позволяет их различить. Гидроксид натрия при нагревании взаимодействует с сульфатом аммония с выделением аммиака, а с сульфатом калия видимой реакции нет.$$(\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O}$$

Для пары А добавляем раствор щёлочи. С ионами цинка образуется осадок гидроксида цинка, а с бромидом натрия видимых изменений нет.$$\mathrm{ZnBr_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2NaBr}$$

Для пары Б используем нитрат серебра. С соляной кислотой образуется белый осадок хлорида серебра, а с нитратом калия реакции нет.$$\mathrm{HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3}$$

Для различения $\mathrm{LiCl}$ и $\mathrm{HCl}$ добавляют карбонат кальция. С соляной кислотой протекает реакция с выделением углекислого газа, а с раствором хлорида лития заметной реакции нет.

Для различения $\mathrm{NaBr}$ и $\mathrm{MgBr_2}$ добавляют гидроксид калия. Ионы магния образуют нерастворимый гидроксид, а с ионами натрия осадок не образуется.

Для различения $\mathrm{NaCl}$ и $\mathrm{HCl}$ используем $\mathrm{BaCO_3}$. С соляной кислотой выделяется углекислый газ, а с хлоридом натрия реакции нет.$$\mathrm{BaCO_3 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Для различения $\mathrm{KCl}$ и $\mathrm{MgCl_2}$ используем $\mathrm{KOH}$. Только в растворе хлорида магния образуется осадок гидроксида магния.$$\mathrm{MgCl_2 + 2KOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2KCl}$$

Для различения $\mathrm{SO_2}$ и $\mathrm{H_2S}$ используем раствор $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$. Сероводород образует чёрный осадок сульфида меди(II):$$\mathrm{Cu(NO_3)_2 + H_2S \rightarrow CuS\downarrow + 2HNO_3}$$

Для различения $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{KNO_3}$ используем $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$. С гидроксидом калия образуется голубой осадок гидроксида меди(II), а с нитратом калия реакции с видимым признаком нет:$$\mathrm{Cu(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2KNO_3}$$

Для пары А добавление $\mathrm{BaCl_2}$ к раствору $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ приводит к образованию белого осадка сульфата бария, а с $\mathrm{ZnCl_2}$ такая реакция не происходит.$$\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2AlCl_3}$$

Для пары Б добавление $\mathrm{Na_2SO_4}$ к $\mathrm{Ba(OH)_2}$ приводит к образованию белого осадка $\mathrm{BaSO_4}$, а с $\mathrm{NaOH}$ осадок не образуется.$$\mathrm{Ba(OH)_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaOH}$$

Для различения растворов $\mathrm{MgCl_2}$ и $\mathrm{BaCl_2}$ добавим $\mathrm{K_2SO_4}$. С ионами бария образуется белый нерастворимый осадок сульфата бария, а с ионами магния видимого осадка не образуется.$$\mathrm{BaCl_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KCl}$$

Для различения железа и серебра используем $\mathrm{HCl}$. Железо реагирует с соляной кислотой с выделением водорода, серебро с разбавленной соляной кислотой не реагирует.$$\mathrm{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow}$$

Раствор $\mathrm{Na_2SO_4}$ позволяет различить $\mathrm{ZnCl_2}$ и $\mathrm{BaCl_2}$: с хлоридом бария образуется белый осадок сульфата бария, а с хлоридом цинка заметной реакции нет.$$\mathrm{BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl}$$

Соляная кислота позволяет различить магний и серебро: магний реагирует с кислотой с выделением водорода, а серебро с разбавленной соляной кислотой не реагирует.$$\mathrm{Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow}$$

Для пары А подходит соляная кислота: железо реагирует с кислотой с выделением водорода, а серебро с разбавленной соляной кислотой не реагирует.$$\mathrm{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow}$$

Для пары Б также подходит соляная кислота: карбонат кальция реагирует с выделением углекислого газа, а гидроксид кальция нейтрализуется без выделения газа.$$\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Для различения $\mathrm{KCl}$ и $\mathrm{KOH}$ используем раствор $\mathrm{CuSO_4}$. С гидроксидом калия образуется голубой осадок гидроксида меди(II), а с хлоридом калия заметной реакции нет.$$\mathrm{CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4}$$

Для различения $\mathrm{Zn(OH)_2}$ и $\mathrm{Mg(OH)_2}$ используем раствор $\mathrm{NaOH}$. Гидроксид цинка амфотерен и растворяется в избытке щёлочи, а гидроксид магния не растворяется.$$\mathrm{Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]}$$

Раствор аммиака имеет щелочную реакцию среды, поэтому фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет. Раствор $\mathrm{NaCl}$ нейтрален и окраску фенолфталеина не изменяет.$$\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}$$

При добавлении $\mathrm{K_3PO_4}$ к растворам $\mathrm{Al(NO_3)_3}$ и $\mathrm{NaNO_3}$ осадок образуется только с ионами алюминия. Нитрат натрия растворим.$$\mathrm{Al^{3+} + PO_4^{3-} \rightarrow AlPO_4\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{MgO}$ и $\mathrm{ZnO}$ используют $\mathrm{NaOH}$. Оксид цинка амфотерен и реагирует со щёлочью, а оксид магния в этих условиях не реагирует.$$\mathrm{ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]}$$

Для различения $\mathrm{NaCl}$ и $\mathrm{BaCl_2}$ добавляют $\mathrm{H_2SO_4}$. С хлоридом бария образуется белый осадок сульфата бария, а с хлоридом натрия видимых изменений нет.$$\mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}$$

В растворе $\mathrm{KCl}$ присутствуют хлорид-ионы, которые дают с нитратом серебра белый осадок хлорида серебра. В растворе $\mathrm{KNO_3}$ такой реакции нет.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

Фосфат калия позволяет различить $\mathrm{LiOH}$ и $\mathrm{KOH}$: ионы лития образуют малорастворимый фосфат лития, а фосфат калия остаётся растворимым.$$\mathrm{3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4\downarrow}$$

Для различения растворов $\mathrm{HCl}$ и $\mathrm{NaCl}$ используем магний. Магний реагирует с соляной кислотой с выделением водорода, но не реагирует с раствором хлорида натрия.$$\mathrm{Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow}$$

Для различения $\mathrm{CaCO_3}$ и $\mathrm{CaSO_4}$ используем азотную кислоту. Карбонат кальция реагирует с кислотой с выделением углекислого газа, а сульфат кальция такого признака не даёт.$$\mathrm{CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Для различения $\mathrm{Mg}$ и $\mathrm{Al}$ используем $\mathrm{NaOH}$. Амфотерный алюминий реагирует со щёлочью и растворяется с образованием алюмината, а магний в обычных условиях не растворяется.$$2\mathrm{Al}+2\mathrm{NaOH}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{NaAlO_2}+3\mathrm{H_2}\uparrow$$

Для различения $\mathrm{KI}$ и $\mathrm{KCl}$ используем $\mathrm{AgNO_3}$. Образуются осадки разных цветов: жёлтый $\mathrm{AgI}$ и белый $\mathrm{AgCl}$.$$\mathrm{Ag^+}+\mathrm{I^-}\rightarrow\mathrm{AgI}\downarrow;\quad \mathrm{Ag^+}+\mathrm{Cl^-}\rightarrow\mathrm{AgCl}\downarrow$$

В растворах $\mathrm{Ca(NO_3)_2}$ и $\mathrm{CaCl_2}$ хлорид-ионы присутствуют только во втором растворе. При добавлении $\mathrm{AgNO_3}$ образуется белый осадок $\mathrm{AgCl}$.$$\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$$

В растворах $\mathrm{HBr}$ и $\mathrm{HNO_3}$ бромид-ионы присутствуют только в растворе $\mathrm{HBr}$. С реактивом $\mathrm{AgNO_3}$ они образуют осадок $\mathrm{AgBr}$.$$\mathrm{Ag^+ + Br^- \rightarrow AgBr\downarrow}$$

Для различения растворов $\mathrm{Na_2S}$ и $\mathrm{Na_2SO_4}$ добавим раствор $\mathrm{CuCl_2}$. Сульфид-ионы образуют чёрный осадок сульфида меди(II), а сульфат-ионы видимой реакции не дают.$$\mathrm{Na_2S + CuCl_2 \rightarrow CuS\downarrow + 2NaCl}$$

Для различения растворов $\mathrm{NaNO_3}$ и $\mathrm{HNO_3}$ используем медь. Медь реагирует с азотной кислотой, но с раствором нитрата натрия не реагирует.$$\mathrm{Cu + 4HNO_3(conc.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O}$$

Пару $\mathrm{NaNO_3}$ и $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$ можно различить с помощью $\mathrm{Na_2SO_4}$. С $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$ образуется белый осадок сульфата бария, а с $\mathrm{NaNO_3}$ видимых изменений нет.$$\mathrm{Ba(NO_3)_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaNO_3}$$

Пару $\mathrm{FeCl_2}$ и $\mathrm{FeCl_3}$ различают с помощью $\mathrm{NaOH}$. Образуются гидроксиды железа разных цветов: $\mathrm{Fe(OH)_2}$ — зелёный, $\mathrm{Fe(OH)_3}$ — бурый.$$\mathrm{FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2NaCl}$$

Для различения $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ и $\mathrm{AlCl_3}$ добавляют $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$. Сульфат-ионы дают белый осадок $\mathrm{BaSO_4}$, а хлорид-ионы осадка не образуют.$$\mathrm{SO_4^{2-} + Ba^{2+} \rightarrow BaSO_4\downarrow}$$

Для различения $\mathrm{Na_2SO_4}$ и $\mathrm{Na_2CO_3}$ добавляют раствор $\mathrm{HCl}$. Карбонат реагирует с кислотой с выделением углекислого газа, а сульфат — нет.$$\mathrm{CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow CO_2\uparrow + H_2O}$$

К цинку и серебру добавляем соляную кислоту. Цинк реагирует с выделением водорода, серебро с разбавленной соляной кислотой не реагирует.$$\mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow}$$

К растворам сульфата натрия и нитрата калия добавляем бромид бария. В растворе сульфата натрия образуется белый осадок сульфата бария, а с нитратом калия реакции нет.$$\mathrm{Na_2SO_4 + BaBr_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaBr}$$