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

Решение.

Чтобы различить два вещества с помощью реактива, необходимо, чтобы при добавлении этого реактива в одну пробирку происходило видимое изменение (выпадение осадка, выделение газа, изменение цвета), а в другую — нет, либо признаки реакций должны быть существенно разными.

А) $K_{2}SO_{4}$ и $MgSO_{4}$
В обоих веществах содержится сульфат-ион $SO_{4}^{2-}$, поэтому реактив №3 ($Ba(NO_{3})_{2}$) не подходит — в обоих случаях выпадет белый осадок. Посмотрим на катионы. Калий $K^{+}$ не дает осадков с большинством реагентов, а магний $Mg^{2+}$ образует нерастворимое основание. При добавлении NaOH (реактив №2) в растворе сульфата магния выпадет белый аморфный осадок:
$MgSO_{4} + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_{2}\downarrow + K_{2}SO_{4}$
В растворе сульфата калия видимых изменений не будет. Значит, реактив №2 подходит.

Б) $Ba(OH)_{2}$ и $BaCl_{2}$
Оба вещества содержат ионы бария $Ba^{2+}$. Различие заключается в анионах: гидроксид-ион $OH^{-}$ и хлорид-ион $Cl^{-}$. Гидроксид бария — это щелочь (сильное основание). Для определения щелочной среды идеально подходит индикатор фенолфталеин (реактив №4). В растворе $Ba(OH)_{2}$ фенолфталеин станет малиновым, а в нейтральном растворе $BaCl_{2}$ останется бесцветным.

В) $FeSO_{4}$ и $Fe_{2}(SO_{4})_{3}$
Здесь мы имеем соли железа в разных степенях окисления: $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$. При добавлении щелочи NaOH (реактив №2) образуются разные по цвету осадки:
1) С сульфатом железа(II) образуется серо-зеленый осадок гидроксида железа(II):
$FeSO_{4} + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
2) С сульфатом железа(III) образуется бурый (рыжий) осадок гидроксида железа(III):
$Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_{3}\downarrow + 3Na_{2}SO_{4}$
Цвета осадков позволяют однозначно различить эти вещества.

Ответ: А → 2, Б → 4, В → 2.

Источник: ФИПИ