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

Решение.

Чтобы различить два вещества, нужно подобрать такой реактив, который будет давать видимый признак реакции (выпадение осадка, выделение газа, изменение цвета) только с одним из них, либо давать разные признаки с каждым.

А) $H_{2}SO_{4}$ и $HNO_{3}$
Обе эти кислоты являются сильными, поэтому реакция с оксидом магния (№3) в обоих случаях приведёт к растворению твёрдого вещества без специфических признаков. Однако серная кислота содержит сульфат-ион $SO_{4}^{2-}$. Для его обнаружения идеально подходит нитрат бария $Ba(NO_{3})_{2}$ (№4).
При добавлении $Ba(NO_{3})_{2}$ к серной кислоте выпадает белый мелкокристаллический осадок, который не растворяется в кислотах:
$H_{2}SO_{4} + Ba(NO_{3})_{2} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow + 2HNO_{3}$
С азотной кислотой $HNO_{3}$ реакция не пойдёт, так как не образуется ни осадка, ни газа. Таким образом, реактив №4 позволяет различить эти кислоты.

Б) $MgBr_{2}$ и $MgCl_{2}$
В данном случае катионы одинаковые ($Mg^{2+}$), нужно различить анионы: бромид $Br^{-}$ и хлорид $Cl^{-}$. Воспользуемся свойством галогенов вытеснять друг друга из солей. Более активный галоген вытесняет менее активный (стоящий ниже в таблице Менделеева).
Хлор $Cl_{2}$ (№1) активнее брома. При пропускании хлора через раствор бромида магния выделится свободный бром, который окрасит раствор в желто-бурый цвет:
$MgBr_{2} + Cl_{2} \rightarrow MgCl_{2} + Br_{2}$
С хлоридом магния $MgCl_{2}$ хлор реагировать не будет. Видимое изменение цвета в одной из пробирок позволяет нам их различить.

В) $Pb(NO_{3})_{2}$ и $Zn(NO_{3})_{2}$
Здесь нам нужно различить катионы свинца $Pb^{2+}$ и цинка $Zn^{2+}$. Посмотрим на реактив №2 — раствор плавиковой кислоты $HF$.
Согласно таблице растворимости, фторид цинка $ZnF_{2}$ является растворимым соединением, а фторид свинца(II) $PbF_{2}$ — это белый осадок.
При добавлении $HF$ к нитрату свинца произойдёт реакция:
$Pb(NO_{3})_{2} + 2HF \rightarrow PbF_{2}\downarrow + 2HNO_{3}$
В растворе нитрата цинка видимых изменений не произойдёт. Это позволяет однозначно определить, в какой пробирке находится соль свинца.

Ответ: А → 4, Б → 1, В → 2.

Источник: ФИПИ