Задание №10 — Строение вещества

Решение.

Для решения этой задачи проанализируем химические свойства каждого из предложенных веществ и подберем подходящую пару реагентов.

А) Оксид железа (III) — $Fe_2O_3$
Это амфотерный оксид с преобладанием основных свойств.
1) Он может восстанавливаться до чистого металла при взаимодействии с водородом $H_2$ при нагревании: $Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_2O$.
2) Как основной/амфотерный оксид, он легко реагирует с сильными кислотами, например с азотной кислотой $HNO_3$: $Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$.
Следовательно, для вещества А подходит вариант 2.

Б) Соляная кислота — $HCl$
Это сильная одноосновная кислота.
1) Она вступает в реакцию нейтрализации с амфотерными гидроксидами, такими как гидроксид цинка $Zn(OH)_2$: $Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$.
2) Она реагирует с растворимыми солями серебра, образуя характерный белый творожистый осадок хлорида серебра (качественная реакция): $AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$.
Следовательно, для вещества Б подходит вариант 1.

В) Карбонат кальция — $CaCO_3$
Это нерастворимая соль угольной кислоты.
1) Карбонаты разлагаются под действием более сильных кислот, например соляной $HCl$, с выделением углекислого газа: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$.
2) Нерастворимые карбонаты могут переходить в растворимые гидрокарбонаты при пропускании углекислого газа через их водную взвесь: $CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2$.
Следовательно, для вещества В подходит вариант 4.

Проверим оставшийся вариант 3: медь $Cu$ стоит в ряду активности металлов после водорода и не вытесняет его из кислот, а углекислый газ $CO_2$ не будет реагировать с предложенными солями или оксидами в данных условиях.

Ответ: А → 2, Б → 1, В → 4.

Источник: ФИПИ