Задание 7. Химические свойства простых веществ, оксидов, гидроксидов и солей. ЕГЭ 2024 по химии

А) $CuSO_4$ - сульфат меди - средняя соль. Среди реагентов нужно искать вещества, дающие нерастворимые соединения меди, такие как гидроксид или сульфид, или дающие нерастворимые сульфаты, или более активный металл, чем медь. Сульфид, соль бария и алюминий расположены в строке под номером 6.

Б) $Fe(NO_3)_3$ – нитрат железа - средняя соль. Среди реагентов нужно искать вещества, дающие нерастворимые соединения железа, например его гидроксид, металл, способный восстановить железо до степени окисления +2 (например медь) или более активный металл, чем само железо. Гидроксид (NaOH), медь и более активный металл (Zn) находятся в строке под номером 5.

В) $K_2CO_3$ – карбонат калия - средняя соль слабой (угольной) кислоты, реагирует с более сильными кислотами, а также веществами, дающими нерастворимые соединения с ионом карбоната. В строке номером 1 дана сильная кислота (серная), нитрат бария, имеющий нерастворимый карбонат ($BaCO_3$), и сульфат магния, также образующий нерастворимый карбонат ($MgCO_3$) в реакции с карбонатом калия.

Г) ZnS – сульфид цинка - средняя соль слабой (сероводородной) кислоты, реагирует с более сильными кислотами, а также веществами, способными окислить серу. Такими веществами являются кислород и перекись водорода, находящиеся в строке под номером 4. HCl – сильная кислота.

А) NaOH – гидроксид натрия – сильное основание, реагирует с кислотами, кислотными оксидами и амфотерными веществами.

Кислота HBr, кислотный оксид $SiO_2$ и амфотерный металл Zn расположены в строке под номером 4.

Б) $FeSO_4$ – сульфат железа(II) - средняя соль. Среди реагентов нужно искать вещества, дающие нерастворимые соединения железа, например, его гидроксид, а также вещества, дающие нерастворимые соединения с ионом сульфата. Гидроксид LiOH, $BaCl_2$ и $K_2S$, при взаимодействии с $FeSO_4$ образующие нерастворимые $BaSO_4$ и FeS соответственно, находятся в строке под номером 2.

В) $Al(OH)_3$ – амфотерный гидроксид, может реагировать с кислотами и щелочами. Две кислоты и щелочь находятся в строке под номером 1.

Г) $Na_2CO_3$ – карбонат натрия - средняя соль слабой (угольной) кислоты, реагирует с более сильными кислотами, а также веществами, дающими нерастворимые соединения с ионом карбоната. Сильная кислота $HNO_3$, а также $BaCl_2$ и $MgSO_4$, в реакции с $Na_2CO_3$ образующие нерастворимые карбонаты, находятся в строке под номером 5.

Характеризуем химические свойства веществ и в каждой группе находим хотя бы один реагент, с которым вещество наверняка взаимодействовать не может, исключаем эту группу из рассмотрения.

А) Ртуть — металл, расположенный в ряду активности после водорода (малоактивный металл). Не будет вытеснять водород из кислот (группы реагентов 1 и 5) и более активные металлы из соединений (группы реагентов 2 и 4). Будет окисляться кислородом, вытеснять серебро (ртуть находится левее, чем серебро в ряду активности) из нитрата серебра и растворяться в азотной кислоте любой концентрации с выделением оксидов азота (ответ А — 3).

$2Hg + O_2 = 2HgO$

$Hg + 2AgNO_3 = 2Ag + Hg(NO_3)_2$

$Hg + 4HNO_{3(конц.)} = Hg(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$ или

$3Hg + 8HNO_{3(разб.)} = 3Hg(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$

Б) Оксид железа(III) $Fe_2O_3$ — амфотерный оксид, может проявлять свойства окислителя по $Fe^{+3}$. Не будет реагировать с $AlCl_3$ (группа 1), водой и NaCl (группа 2), кислородом (группа 3), оксидом цинка (группа 4). Будет восстанавливаться коксом и угарным газом и растворяться в растворах сильных кислот (ответ Б — 5).

$Fe_2O_3 + 3C = 2Fe + 3CO$

$Fe_2O_3 + 3CO = 2Fe + 3CO_2$

$Fe_2O_3 + 6HBr = 2FeBr_3 + 3H_2O$

В) Серная кислота $H_2SO_4$ — сильная кислота. Не будет реагировать с уксусной кислотой (группа 1), водой (группа 2), кислородом (группа 3), угарным газом (группа 5). Будет реагировать с амфотерным оксидом, основанием и солью слабой кислоты (группа 4) (ответ В — 4).

$H_2SO_4 + ZnO = ZnSO_4 + H_2O$

$H_2SO_4 + 2NaOH = Na_2SO_4 + 2H_2O$

$H_2SO_4 + Na_2SiO_3 = Na_2SO_4 + H_2SiO_3↓$

Г) Гидрокарбонат калия $KHCO_3$ — кислая соль слабой кислоты. Не будет реагировать с NaCl (группа 2), кислородом (группа 3), силикатом натрия (группа 4), углём и угарным газом (группа 5). Будет реагировать с раствором $AlCl_3$ (гидролиз), щёлочью и кислотой (группа 1) (ответ Г — 1).

$3KHCO_3 + AlCl_3 = 3KCl + Al(OH)_3 + 3CO_2↑$

$2KHCO_3 + 2NaOH = K_2CO_3 + Na_2CO_3 + 2H_2O$

$KHCO_3 + HCl = KCl + H_2O + CO_2↑$

Поиск правильного ответа включает несколько этапов:

1) охарактеризовать свойства вещества;

2) исключить из поиска те группы реагентов, в которых имеется вещество, с которым не может происходить взаимодействие (базовые знания!), например: металлы не взаимодействуют друг с другом, основания не реагируют друг с другом и т. п.;

3) проверить возможность протекания реакций в оставшихся группах, для этого составить уравнения реакций.

А) Алюминий Al — металл (активный, оксид и гидроксид амфотерны).

Не может реагировать с железом Fe (группы реагентов 2 и 3), спиртами (группа 4), хлоридом кальция $CaCl_2$ (менее активный металл алюминий не может вытеснять более активный металл кальций из соединений, группа 5).

Проверяем (показываем) возможность взаимодействия алюминия с реагентами 1-й группы:

$2Al + 3S = Al_2S_3$

$Al + 4HNO_{3(разб.)} = Al(NO_3)_3 + NO + 2H_2O$

$2Al + 2NaOH_{(р-р)} + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$

Вывод: ответ А — 1.

Б) Кислород $O_2$ — неметалл, сильный окислитель.

Не может реагировать с азотной кислотой $HNO_3$ (азот имеет высшую степень окисления +5, группы реагентов 1 и 2), водой $H_2O$ (группа 4), щёлочью KOH (группа 5).

Проверяем возможность взаимодействия кислорода с реагентами 3-й группы:

$O_2 + 4HI = 2H_2O + 2I_2$

$2O_2 + 3Fe = Fe_3O_4$ (горение)

$O_2 + P_2O_3 = P_2O_5$ (окисление)

Вывод: ответ Б — 3.

В) Сера S — неметалл, может проявлять свойства и окислителя, и восстановителя, вступать в реакции диспропорционирования.

Не может реагировать с серой S (группа 1), йодоводородом HI (группа 3), водой $H_2O$ (группа 4), хлороводородом HCl (группа 5).

Проверяем возможность взаимодействия серы с реагентами 2-й группы:

S + Fe = FeS

$S + 6HNO_{3(конц.)} = H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O$

$S + H_2 = H_2S$

Вывод: ответ В — 2.

Г) Натрий Na — очень активный металл.

Не может реагировать с гидроксидом натрия NaOH (группа 1), железом Fe (группы 2 и 3), гидроксидом калия KOH (группа 5).

Проверяем возможность взаимодействия натрия с реагентами 4-й группы:

$2Na + 2CH_3OH = 2CH_3ONa + H_2$

$2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2$

$2Na + Br_2 = 2NaBr$

Вывод: ответ Г — 4.