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

#67196Задание №17ФИПИ

Получение и распознавание газов

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

ВЕЩЕСТВА

А)	Zn(NO₃)₂ и Mg(NO₃)₂
Б)	KCl и KI
В)	NH₄Cl и NaCl

РЕАКТИВ

1)	NaOH
2)	Br₂
3)	HCl
4)	BaCl₂

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Правильный ответ

121

Пояснение

Решение.

Чтобы различить два вещества с помощью реактива, необходимо выбрать такое соединение, которое при взаимодействии с данными веществами дает разные видимые признаки (например, выпадение осадка разного цвета, выделение газа или отсутствие реакции в одном из случаев).

А) $\text{Zn(NO}_3)_2$ и $\text{Mg(NO}_3)_2$
Для этой пары подходит реактив №1 — $\text{NaOH}$ (гидроксид натрия).
Оба катиона при добавлении небольшого количества щелочи образуют белые осадки:
$\text{Zn}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Zn(OH)}_2\downarrow$ (белый осадок)
$\text{Mg}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Mg(OH)}_2\downarrow$ (белый осадок)
Однако гидроксид цинка является амфотерным, а гидроксид магния — нет. При добавлении избытка щелочи осадок гидроксида цинка растворится с образованием комплексной соли:
$\text{Zn(OH)}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2[\text{Zn(OH)}_4]$ (раствор станет прозрачным).
Осадок $\text{Mg(OH)}_2$ в избытке щелочи не растворится. Это позволяет однозначно различить соли.

Б) $\text{KCl}$ и $\text{KI}$
Для этой пары подходит реактив №2 — $\text{Br}_2$ (бромная вода).
Здесь работает правило вытеснения галогенов: более активный галоген вытесняет менее активный из его солей. Бром активнее иода, но менее активен, чем хлор.
1) При добавлении бромной воды к $\text{KCl}$ реакция не идет, так как бром не может вытеснить хлор.
2) При добавлении к $\text{KI}$ бром вытесняет иод:
$2\text{KI} + \text{Br}_2 \rightarrow 2\text{KBr} + \text{I}_2$
Раствор окрашивается в характерный бурый цвет из-за выделившегося иода. Это видимый признак реакции.

В) $\text{NH}_4\text{Cl}$ и $\text{NaCl}$
Для этой пары подходит реактив №1 — $\text{NaOH}$ .
Это качественная реакция на ион аммония $\text{NH}_4^+$ .
1) При взаимодействии хлорида аммония со щелочью при небольшом нагревании выделяется аммиак — газ с резким характерным запахом:
$\text{NH}_4\text{Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}$
2) Хлорид натрия $\text{NaCl}$ со щелочью $\text{NaOH}$ не реагирует, так как не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита.

Ответ: А → 1, Б → 2, В → 1.

Источник: ФИПИ