Задание №10 — Строение вещества

Решение.

Разберём химические свойства каждого из предложенных веществ и подберём подходящие пары реагентов.

А) Кислород $O_2$
Кислород является сильным окислителем и активно взаимодействует как с простыми, так и со сложными веществами (реакции горения и окисления).
Рассмотрим вариант 3: $FeS$ и $N_2$.
1) При обжиге сульфида железа (II) кислородом образуются оксид железа (III) и сернистый газ: $4FeS + 7O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 4SO_2$.
2) С азотом кислород реагирует при очень высоких температурах (например, при разряде молнии), образуя оксид азота (II): $N_2 + O_2 \rightleftarrows 2NO$.
Следовательно, для кислорода подходит пара под номером 3.

Б) Оксид железа (III) $Fe_2O_3$
Это амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Он может реагировать с кислотами, а также восстанавливаться до чистого железа при помощи углерода или водорода.
Рассмотрим вариант 2: $HNO_3$ и $C$.
1) Реакция с азотной кислотой (обмен): $Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$.
2) Реакция с углеродом (восстановление металла): $Fe_2O_3 + 3C \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO$.
Следовательно, для оксида железа (III) подходит пара под номером 2.

В) Разбавленная серная кислота $H_2SO_4$ (разб.)
Разбавленная серная кислота проявляет типичные свойства кислот: взаимодействует с основаниями, нерастворимыми гидроксидами и металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода.
Рассмотрим вариант 4: $Cu(OH)_2$ и $Mg$.
1) Реакция с нерастворимым основанием (нейтрализация): $Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$.
2) Реакция с активным металлом магнием (замещение): $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$.
Следовательно, для серной кислоты подходит пара под номером 4.

Ответ: А → 3, Б → 2, В → 4.

Источник: ФИПИ