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

Решение.

Для того чтобы различить два вещества, необходимо подобрать такой реактив, который будет давать разные видимые признаки реакции (выпадение осадка, выделение газа, изменение цвета раствора) с каждым из них, либо реагировать только с одним из веществ.

А) $Al_2O_3$ и $MgO$
Оба вещества являются оксидами металлов, нерастворимыми в воде. Однако $Al_2O_3$ — это амфотерный оксид, а $MgO$ — основной оксид.
Амфотерные оксиды способны растворяться в щелочах, в то время как основные оксиды со щелочами не взаимодействуют. При добавлении раствора гидроксида натрия ($NaOH$) порошок оксида алюминия растворится с образованием комплексной соли:
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O = 2Na[Al(OH)_4]$
Оксид магния ($MgO$) в реакцию с $NaOH$ не вступит и останется в виде осадка.
Следовательно, для пары А подходит реактив №1 ($NaOH$).

Б) $H_3PO_4$ и $Na_3PO_4$
В данной паре представлены кислота (фосфорная) и соль (фосфат натрия). Самый простой способ отличить кислоту от соли — использовать индикатор.
Лакмус в кислой среде ($H_3PO_4$) окрашивается в красный цвет. В растворе соли $Na_3PO_4$, образованной сильным основанием и слабой кислотой, среда щелочная (за счет гидролиза), и лакмус окрасится в синий цвет. Различие в цвете индикатора позволяет однозначно определить вещества.
Следовательно, для пары Б подходит реактив №3 (лакмус).

В) $KCl$ и $BaCl_2$
Оба вещества являются растворимыми солями (хлоридами). Нам нужно найти реактив, который даст качественную реакцию на один из катионов: калий ($K^+$) или барий ($Ba^{2+}$).
Ионы бария ($Ba^{2+}$) образуют характерный белый мелкокристаллический осадок с сульфат-ионами ($SO_4^{2-}$), который не растворяется в кислотах. При добавлении серной кислоты ($H_2SO_4$) к хлориду бария выпадет осадок:
$BaCl_2 + H_2SO_4 = BaSO_4 \downarrow + 2HCl$
Хлорид калия ($KCl$) с серной кислотой в данных условиях видимых признаков реакции не даст (осадок не образуется).
Следовательно, для пары В подходит реактив №2 ($H_2SO_4$).

Ответ: А → 1, Б → 3, В → 2.

Источник: ФИПИ