Задание №17 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

#67162Задание №17ФИПИ

Получение и распознавание газов

Установите соответствие между двумя веществами, взятыми в виде водных растворов, и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВА

А)	H₂SO₄ и KOH
Б)	K₂CO₃и Na₂SiO₃
В)	HNO₃ и HBr

РЕАКТИВ

1)	метилоранж
2)	HCl
3)	Cu
4)	KOH

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Правильный ответ

123

Пояснение

Решение.

Для того чтобы различить два вещества, необходимо подобрать такой реактив, который будет давать разные видимые признаки реакции (изменение цвета индикатора, выпадение осадка, выделение газа) или реагировать только с одним из предложенных веществ.

А) $H_{2}SO_{4}$ и $KOH$
В данном случае нам даны сильная кислота (серная кислота) и щелочь (гидроксид калия). Самый простой способ отличить их — использовать индикатор.
При добавлении метилоранжа (1):
— в растворе кислоты ( $H_{2}SO_{4}$ ) окраска станет розово-красной;
— в растворе щелочи ( $KOH$ ) окраска станет жёлтой.
Следовательно, метилоранж позволяет однозначно определить каждое вещество.
Соответствие: А → 1.

Б) $K_{2}CO_{3}$ и $Na_{2}SiO_{3}$
Оба вещества являются солями, образованными сильным основанием и слабой кислотой. Для их распознавания воспользуемся сильной кислотой — $HCl$ (2).
1) При взаимодействии карбоната калия с соляной кислотой происходит выделение бесцветного газа без запаха (углекислого газа):
$K_{2}CO_{3} + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$
2) При взаимодействии силиката натрия с соляной кислотой выпадает белый студенистый осадок кремниевой кислоты:
$Na_{2}SiO_{3} + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_{2}SiO_{3}\downarrow$
Признаки реакций различны (газ против осадка), что позволяет различить вещества.
Соответствие: Б → 2.

В) $HNO_{3}$ и $HBr$
Здесь представлены две сильные кислоты. Для их различения нужно вспомнить специфические свойства азотной кислоты. Медь $Cu$ (3) является малоактивным металлом, который не вытесняет водород из обычных кислот (таких как $HBr$ ), но взаимодействует с кислотами-окислителями.
1) С бромоводородной кислотой ( $HBr$ ) медь реагировать не будет.
2) С азотной кислотой ( $HNO_{3}$ ) медь вступает в окислительно-восстановительную реакцию. Даже при использовании разбавленной кислоты будет наблюдаться растворение металла, изменение цвета раствора на голубой (из-за ионов $Cu^{2+}$ ) и выделение газа (оксида азота):
$3Cu + 8HNO_{3} \rightarrow 3Cu(NO_{3})_{2} + 2NO\uparrow + 4H_{2}O$
Соответствие: В → 3.

Ответ: 123

Источник: ФИПИ