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

Решение.

Чтобы различить два вещества, необходимо подобрать такой реактив, который будет взаимодействовать с ними по-разному: например, с одним веществом реакция пойдёт с видимыми признаками (выделение газа, выпадение осадка, изменение цвета), а с другим — нет.

А) $H_{2}SO_{4}$ (р-р) и $Na_{2}SO_{4}$ (р-р)
В данном случае нам нужно отличить сильную кислоту от соли. Посмотрим на предложенные реактивы. Железо ($Fe$) — это металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Он вступает в реакцию замещения с растворами кислот, но не реагирует с солями активных металлов в обычных условиях.
1) При добавлении железа к серной кислоте наблюдается выделение пузырьков бесцветного газа (водорода):
$Fe + H_{2}SO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + H_{2} \uparrow$
2) При добавлении железа к раствору сульфата натрия видимых изменений не происходит.
Следовательно, реактив №4 ($Fe$) подходит для различения этих веществ.

Б) $MgCl_{2}$ и $NaCl$
Здесь представлены две соли. Различие заключается в катионах: $Mg^{2+}$ и $Na^{+}$. Катион магния можно обнаружить с помощью щелочи, так как образуется нерастворимое основание.
1) При добавлении гидроксида калия ($KOH$) к хлориду магния выпадает белый аморфный осадок:
$MgCl_{2} + 2KOH \rightarrow Mg(OH)_{2} \downarrow + 2KCl$
2) Хлорид натрия с гидроксидом калия не реагирует, так как оба потенциальных продукта ($NaOH$ и $KCl$) растворимы, и признаков реакции нет.
Следовательно, реактив №2 ($KOH$) подходит для различения этих веществ.

В) $Na_{2}S$ и $NaOH$
В этой паре нужно отличить соль слабой кислоты (сульфид) от щелочи. Для обнаружения сульфид-ионов ($S^{2-}$) часто используют сильные кислоты.
1) При добавлении соляной кислоты ($HCl$) к сульфиду натрия происходит реакция ионного обмена с выделением газа с резким характерным запахом тухлых яиц (сероводорода):
$Na_{2}S + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_{2}S \uparrow$
2) Реакция между гидроксидом натрия и соляной кислотой (нейтрализация) протекает без видимых признаков (раствор остается прозрачным, тепловыделение трудно заметить без термометра):
$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_{2}O$
Следовательно, реактив №3 ($HCl$) позволяет однозначно определить сульфид натрия по запаху выделяющегося газа.

Ответ: А → 4, Б → 2, В → 3.

Источник: ФИПИ