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

Решение.

Чтобы различить два вещества с помощью реактива, необходимо подобрать такое соединение, которое будет давать разные видимые признаки реакции (выпадение осадка, выделение газа, изменение цвета) с каждым из предложенных веществ.

А) $CaCl_{2}$ и $MgSO_{4}$
Для этой пары подходит реактив №3 — хлорид бария $BaCl_{2}$.
1. При добавлении $BaCl_{2}$ к раствору $CaCl_{2}$ реакция не идёт, так как оба вещества содержат одинаковый анион хлора.
2. При добавлении $BaCl_{2}$ к раствору $MgSO_{4}$ происходит качественная реакция на сульфат-ион: выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария, который не растворяется в кислотах:
$MgSO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow + MgCl_{2}$.
Таким образом, появление белого осадка позволяет отличить сульфат магния от хлорида кальция.

Б) $AgNO_{3}$ и $ZnSO_{4}$
Для этой пары подходит реактив №4 — железо $Fe$.
Здесь мы используем ряд активности металлов. Железо стоит в ряду активности левее серебра, но правее цинка не стоит (оно менее активно, чем цинк).
1. Железо вытесняет серебро из раствора его соли: $Fe + 2AgNO_{3} \rightarrow Fe(NO_{3})_{2} + 2Ag\downarrow$. На поверхности железного гвоздя появится серый налёт металлического серебра, а раствор может изменить цвет.
2. Железо не реагирует с сульфатом цинка $ZnSO_{4}$, так как железо менее активно, чем цинк ($Fe$ стоит правее $Zn$ в электрохимическом ряду напряжений).
Различие в протекании реакции очевидно.

В) $Ba(OH)_{2}$ и $NaOH$
Для этой пары подходит реактив №2 — карбонат калия $K_{2}CO_{3}$.
Оба исходных вещества являются щелочами, поэтому индикатор (фенолфталеин) окрасит оба раствора в малиновый цвет и не поможет их различить.
1. При добавлении $K_{2}CO_{3}$ к гидроксиду бария $Ba(OH)_{2}$ выпадает белый осадок карбоната бария:
$Ba(OH)_{2} + K_{2}CO_{3} \rightarrow BaCO_{3}\downarrow + 2KOH$.
2. При добавлении $K_{2}CO_{3}$ к гидроксиду натрия $NaOH$ видимых признаков реакции нет, так как все образующиеся вещества (карбонат натрия и гидроксид калия) растворимы в воде.
Появление осадка в одном из стаканов позволяет однозначно определить гидроксид бария.

Ответ: А → 3, Б → 4, В → 2.

Источник: ФИПИ