Задание 24. Качественные реакции на неорганические вещества и ионы. Качественные реакции органических соединений. ЕГЭ 2022 по химии
Средний процент выполнения: 41.3%
Ответом к заданию 24 по химии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Задачи для практики
Задача 1
Установите соответствие между реагирующими веществами и изменениями, которые наблюдаются в ходе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА | НАБЛЮДАЕМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ |
| А) сульфит натрия (р-р) и азотная кислота (р-р) Б) гидроксид алюминия и гидроксид калия (р-р) В) нитрат аммония и гидроксид кальция Г) гидроксид бария (р-р) и серная кислота | 1) растворение осадка 2) видимых изменений не наблюдается 3) образование осадка 4) выделение газа 5) обесцвечивание раствора |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) $Na_2SO_3 + 2HNO_3 → Na_2SO_4 + 2NO_2 + H_2O$ выделяется бурый газ
Б) $Al(OH)_3 + KOH → K[Al(OH)_4]$ нерастворимый гидроксид алюминия растворяется
В) $Ca(OH)_2 + 2NH_4NO_3 → Ca(NO_3)_2 + 2NH_3 + 2H_2O$ выделяется аммиак, имеющий резкий запах
Г) $Ba(OH)_2 + H_2SO_4 → BaSO_4 + 2H_2O$ выпадает белый осадок сульфата бария
Задача 2
Установите соответствие между веществами и реагентом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВА | РЕАГЕНТ |
| А) $CH_3COOH$ и $C_2H_5OH$ Б) $C_3H_7OH$ и $C_6H_5OH$ В) $C_3H_7OH$ и $C_3H_5(OH)_3$ Г) $C_2H_5COOH$ и $C_5H_{12}$ | 1) $Br_2$ (водный р-р) 2) $Cu(OH)_2$ 3) NaOH 4) $Cu_(проволка)$ 5) $NH_3$ (aq.) |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Уксусную кислоту и этанол можно различить с помощью гидроксида меди. С $Cu(OH)_2$ прореагирует только уксусная кислота, образуется ацетат меди и вода (а гидроксид меди(II) растворится).
Б) Взаимодействие с бромной водой ($Br_2$(водный раствор)) – качественная реакция на фенол (выпадает осадок 2,4,6-трибромфенола), следовательно, с помощью нее можно отличить фенол от пропанола.
В) Глицерин является многоатомным спиртом, следовательно, от пропанола(одноатомного спирта) его можно отличить гидроксидом меди, взаимодействие с которым является качественной реакцией на многоатомные спирты (осадок гидроксида меди(II) растворяется и образуетс ярко-синий раствор).
Г) Отличить пропионовую кислоту от пентана можно благодаря гидроксиду меди. С $Cu(OH)_2$ прореагирует только кислота
Задача 3
Установите соответствие между веществами и реагентом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВА | РЕАГЕНТ |
| А) $Bа(OH)_2$ и NaOH Б) $Ca(OH)_2$ и NaCl В) $KNO_3$ и $Al(NO_3)_3$ Г) $K_2S$ и KCl | 1) $Na_2CO_3$ 2) HBr 3) $Cu(OH)_2$ 4) $СаCO_3$ 5) этанол |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) В реакции гидроксида бария с карбонатом натрия выпадет белый осадок ($BaCO_3$), что и будет являться признаком реакции. Реакция с NaOH не идет.
Б) В реакции гидроксида кальция с карбонатом натрия выпадет белый осадок ($CaCO_3$), что и будет являться признаком реакции. Реакция с NaCl не идет.
В) В реакции нитрата алюминия с карбонатом натрия идет совместный гидролиз - выделится газ ($CO_2$) и выпадет осадок $Al(OH)_3$, что и будет являться признаком реакции. Реакция с нитратом калия не идет.
Г) В реакции сульфида калия с бромоводородом выделится газ ($H_2S$), что и будет являться признаком реакции. Реакция с KCl не идет.
Задача 4
Установите соответствие между реагирующими веществами и изменениями, которые наблюдаются в ходе реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА | НАБЛЮДАЕМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ |
| А) HCOOH и KOH Б) $Al(OH)_3$ и NaOH (р-р) В) $KMnO_4$ (р-р) и $H_2S$ Г) $AlBr_3$ и $AgNO_3$ | 1) изменение окраски раствора 2) образование осадка 3) растворение осадка 4) изменение окраски и образование осадка 5) видимых признаков нет |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Кислота с щелочью образуют воду и соль, но калий образует растворимую соль, поэтому нет осадка, то есть видимых признаков.
Б) Гидроксид алюминия (III) является амфотерным гидроксидом, он нерастворим, поэтому является осадком. В результате его реакции с щелочью образуется комплексная растворимая соль, значит осадок растворяется.
В) Марганцовка придает раствору розовую окраску, а при реакции с сероводородом выпадает осадок ($MnO_2$), а раствор обесцвечивается.
Г) Две растворимые соли реагируют, в результате реакции образуется нерастворимый бромид серебра, то есть осадок.
Задача 5
Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВА | ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ |
| А) $K_3[Cr(OH)_6]$ и $H_2O_2$ Б) $Fe(OH)_2$ и $H_2O_2$ В) $Fe(OH)_2$ и HCl (конц.) Г) $Fe(OH)_3$ и $HNO_3$ (конц.) | 1) изменение окраски осадка 2) растворение вещества 3) выделение бурого газа 4) изменение окраски раствора 5) изменение окраски раствора и выделение газа |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Составляем уравнения реакций и описываем сопровождающие их изменения (признаки).
А) $2K_3[Cr(OH)_6] + 3H_2O_2 = 2KOH + 2K_2CrO_4 + 8H_2O$
$Na_3[Cr(OH)_6]$ — растворимое вещество зелёного цвета, $K_2CrO_4$ — растворимое вещество жёлтого цвета.
Вывод: происходит изменение окраски раствора (ответ А — 4).
Б) $2Fe(OH)_2 + H_2O_2 = 2Fe(OH)_3$
$Fe(OH)_2$ — нерастворимое вещество белого цвета, $Fe(OH)_3$ — нерастворимое вещество бурого цвета.
Вывод: происходит изменение окраски осадка (ответ Б — 1).
В) $Fe(OH)_2 + 2HCl_{(конц.)} = FeCl_2 + 2H_2O$
$Fe(OH)_2$ — нерастворимое вещество белого цвета, $FeCl_2$ — растворимое вещество.
Вывод: происходит растворение осадка (ответ В — 2).
Г) $Fe(OH)_3 + 3HNO_{3(конц.)} = Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$
$Fe(OH)_3$ — нерастворимое вещество бурого цвета, $Fe(NO3)_3$ — растворимое вещество.
Вывод: происходит растворение осадка (ответ Г — 2).
Задача 6
Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком реакции, протекающей между ними: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА | ПРИЗНАК РЕАКЦИИ |
| А) $С_6H_5OH$ и $FeCl_3$ Б) $CH_3CH_2COOH$ и Ca В) $CH_3–CH=CH–CH_3$ и $Br_2$ (р-р) Г) $C_6H_{12}O_6$ и $Cu(OH)_2$ | 1) обесцвечивание раствора 2) образование раствора синего цвета 3) выделение газа 4) появление фиолетового окрашивания 5) выпадение кирпичнокрасного осадка |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
1) Взаимодействие фенолов с раствором хлорного железа — качественная реакции на фенолы. В случае простейшего фенола $C_6H_5OH$ образуется раствор фиолетового цвета (ответ А — 4).
2) $2CH_3CH_2COOH + Ca → (CH_3CH_2COO)_2Ca + H_2↑$
При взаимодействии кислот с активными металлами выделяется водород (ответ Б — 3).
3) $CH_3–CH=CH–CH_3 + Br_{2(р-р)} → CH_3–CHBr–CHBr–CH_3$
Бром — окрашенное вещество. После окончания реакции окраска исчезает (ответ В — 1).
4) $C_6H_{12}O_6$ — моносахарид, т. е. многоатомный альдегидо- или кетоноспирт. Многоатомные спирты растворяют $Cu(OH)_2$ с образованием раствора комплексной соли синего цвета, если реакция идет без нагревания (ответ Г — 2).
Задача 7
Установите соответствие между двумя веществами, находящимися в водных растворах, и реактивом, с помощью которого можно различить растворы этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВА | РЕАКТИВ |
| А) карбонат калия и хлорид калия Б) сульфат цинка и сульфат калия В) сульфат аммония и сульфат натрия Г) хлорид натрия и нитрат калия | 1) гидроксид меди(II) 2) нитрат серебра 3) серная кислота 4) бромная вода 5) гидроксид натрия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А: Можно различить серной кислотой, так как при реакции кислоты с карбонатом получается угольная кислота, которая распадается на воду и углекислый газ, можно наблюдать его выделение.
Б: Сульфат цинка и сульфат калия различается гидроксидом натрия, потому что гидроксид калия растворимый и не протекает реакция, а гидроксид цинка падает в осадок.
В: Сульфат аммония и сульфат натрия тоже можно различить гидроксидом натрия. В реакции с сульфатом аммония образуется нестойкий гидроксид аммония, распадающийся на аммиак и воду.
Г: Хлорид натрия и нитрат калия можно различить нитратом серебра, так как нитрат с нитратом реагировать не будет, а в другом случае получится осадок из нерастворимого хлорида серебра.
Химическое равновесие
Необратимые реакции
Некоторые химические реакции идут только в одном направлении, например:
BaCl2 + H2SO4 ↓ → BaSO4↓ + 2HCl
Обратная реакция BaSO4 + HCl невозможна. Такие реакции называют необратимыми. Обычно, это реакции, в результате которых хотя бы один из продуктов выводится из реакционной смеси. Такое происходит, например, когда в растворе выпадает осадок или выделяется газ. Необратимую реакцию легко определить – если ты не можешь провести обратную реакцию, то реакция необратима.
Необратимыми являются и некоторые реакции разложения:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Но и обратимые реакции разложения тоже есть:
4HNO3 ↔ 2H2O + 4NO2 + O2
Обратимые реакции
В ходе обратимой реакции параллельно протекают как прямая реакция, так и обратная реакция, как в случае синтеза аммиака из азота и водорода:
прямая реакция N2 + 3H2 ↔ 2NH3
обратная реакция 2NH3 ↔ N2 + 3H2
Обратимую реакцию определяем так – если реакцию можно провести в обратном направлении, то реакция обратима. Все максимально логично)
В ходе любой обратимой химической реакции наступает момент, когда скорости прямой и обратной реакций становятся равны. Тогда наступает химическое равновесие.
Химическое равновесие – это определенное состояние реакционной системы, при котором концентрация реагирующих веществ и продуктов реакции не изменяется во времени, так как скорости прямой и обратной реакции равны и отличны от нуля.
Смещение равновесия – это переход системы из одного равновесного состояния в другое, соответствующее изменившимся условиям.
Куда и как сместится равновесие определяется принципом Ле Шателье:
Если изменить одно из условий (концентрация, температура, давление), при котором система находится в состоянии химического равновесия, то равновесие сместится в сторону той реакции, которая это изменение условий сводит к минимуму.
Перевод на человеческий: cистема будет делать все, чтобы вам противодействовать: вы нагреваете? Пускаем реакцию, где температура будет поглощаться. Вы увеличиваете концентрацию кого-то? Смещаем в сторону, где этого вещества не будет. Вот этой системе лишь бы наоборот.
Факторы, влияющие на химическое равновесие:
1) Изменение концентрации
При увеличении концентрации одного из веществ (жидкого или газообразного), равновесие смещается в сторону уменьшения его концентрации, то есть в сторону той реакции, где это вещество затрачивается, а не образуется.
H2 + I2 ↔ 2HI
Если увеличить концентрацию исходного вещества H2 (или I2), то равновесие сместится в сторону образования HI, то есть в сторону прямой реакции (в сторону продуктов).
Если увеличить концентрацию продукта реакции HI, то равновесие сместится в сторону образования H2 и I2, то есть в сторону обратной реакции (в сторону исходных веществ).
Концентрация или добавление твердых веществ в реакции на химическое равновесие не влияет!
2) Изменение температуры
Изменение температуры влияет сразу на обе реакции – прямую и обратную. Но понижение температуры смещает равновесие по большей части в сторону экзотермической реакции, а повышение температуры – в сторону эндотермической. Нам нужно знать тепловой эффект реакции, чтобы выяснить куда сместится равновесие. В заданиях ЕГЭ, где нужно определить смещение равновесия, дается тепловой эффект реакции.
N2 + O2 ↔ 2NO – Q
При повышении температуры равновесие сместится в сторону образования NO, в сторону продукта реакции.
Как ты знаешь, если прямая реакция эндотермическая, то обратная реакция экзотермическая. Значит, при понижении температуры равновесие сместится в сторону образования N2 и O2, то есть в сторону исходных веществ.
3) Изменение давления
Изменение давления будет влиять только на те реакции, в ходе которых образуется или участвует хотя бы одно газообразное вещество. Важное условие – число газообразных молекул в исходных веществах должно отличаться от числа молекул газов в продуктах реакции, иначе изменение давления не влияет на равновесие
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Повышение давления в системе сместит равновесие туда, где находится меньше моль газа. Слева 1N2 + 3H2 = 4 моль, а справа 2 моль NH3. Значит равновесие сместится в сторону образования NH3, в сторону продукта.
Понижение давления, наоборот, сместит равновесие туда, где находится больше моль газа – в сторону исходных веществ.
4) Изменение объема реакционного сосуда (колбы, например)
При увеличении объема реакционного сосуда уменьшается давление, а значит и смещение будет в ту сторону, куда оно смещается при уменьшении давления.
При уменьшении объема реакционного сосуда увеличивается давление, а значит и смещение будет в ту сторону, куда оно смещается при увеличении давления.
Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия, поскольку в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции. Они лишь ускоряют его достижение.
При решении заданий можно подсмотреть сюда:
