Задания 32. Характерные химические свойства неорганических веществ

Ответ: 1237

Пояснение:

Сульфат меди (II) CuSO₄ – растворимая в воде соль синего цвета, взаимодействует с растворимыми основаниями, кислотами и солями с образованием осадков или газов. Кроме того, сульфат меди вступает с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений металлов до меди, т.е. с теми, которые способны заместить медь в соли. Следовательно, из предложенного списка сульфат меди реагирует

- с гидроксидом калия KOH с образованием синего осадка Cu(OH)₂:

CuSO₄ + 2KOH = Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄

- железом, так как оно стоит перед медью в электрохимическом ряду напряжений металлов. В результате реакции выделяется медь, железо окисляется до степени окисления +2:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

- нитратом бария с образованием не растворимого в воде белого осадка - сульфата бария BaSO₄:

Ba(NO₃)₂ + CuSO₄ = BaSO₄↓ + Cu(NO₃)₂

- фосфатом натрия с образованием не растворимого в воде голубого осадка – фосфата меди (II):

2Na₃PO₄ + 3CuSO₄ = Cu₃(PO₄)₂↓ + 3Na₂SO₄

Ответ:134

Пояснение:

Амфотерные гидроксиды – сложные вещества, в зависимости от условий проявляющие либо кислотные, либо основные свойства, т.е. амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами и щелочами.

Среди представленных ответов амфотерными гидроксидами являются гидроксид хрома (III) и гидроксид цинка.

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + 2H₂O (сплавление)

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] (растворение)

Cr(OH)₃ + NaOH = NaCrO₂ + H₂O (сплавление)

Cr(OH)₃ + 3NaOH(р-р) = Na₃[Cr(OH)₆]

Fe(OH)₂, Ca(OH)₂ и Mg(OH)₂ – основные гидроксиды, не взаимодействуют с веществами, обладающими основными свойствами (Mg, Ca – элементы главной подгруппы II группы, Fe²⁺ - обладает основными свойствами).

Ответ:134

Пояснение:

Амфотерные гидроксиды – сложные вещества, в зависимости от условий проявляющие либо кислотные, либо основные свойства, т.е. амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами и щелочами.

Среди представленных ответов амфотерными гидроксидами являются гидроксид хрома (III) и гидроксид цинка.

Zn(OH)₂ + 2NaOH_(тв.) = Na₂ZnO₂ + 2H₂O (сплавление)

Zn(OH)₂ + 2NaOH_(р-р) = Na₂[Zn(OH)₄]

Cr(OH)₃ + NaOH_(тв.) = NaCrO₂ + H₂O (сплавление)

Cr(OH)₃ + 3NaOH_(р-р) = Na₃[Cr(OH)₆]

Fe(OH)₂, Ca(OH)₂ и Mg(OH)₂ – основные гидроксиды, не взаимодействуют с веществами, обладающими основными свойствами (Mg, Ca – элементы главной подгруппы II группы, Fe²⁺ - обладает основными свойствами).

Ответ: 125

Пояснение:

В присутствии кислорода Mg окисляется до MgO, т.е. металл становится покрытым оксидной пленкой. Оксид магния MgO превращается в гидроксид Mg(OH)₂ в горячей воде:

2Mg + O₂ = 2MgO;       MgO + H₂O = Mg(OH)₂

Сульфид магния MgS образуется непосредственно из простых веществ при температуре 800^oC:

Mg + S = MgS (t = 800^oC)

С разбавленными и концентрированными растворами HNO₃ и H₂SO₄ Mg реагирует при комнатной температуре. Поскольку Mg – металл, стоящий в ряду активностей металлов до водорода, в зависимости от концентрации азотной кислоты азот восстанавливается до различных степеней окисления:

Mg + 4HNO₃(60%-ный р-р) = Mg(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

3Mg + 8HNO₃(30%-ный р-р) = 3Mg(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

4Mg + 10HNO₃(20%-ный р-р) = 4Mg(NO₃)₂ + N₂O↑ + 5H₂O

5Mg + 12HNO₃(10%-ный р-р) = 5Mg(NO₃)₂ + N₂↑ + 6H₂O

4Mg + 10HNO₃(3%-ный р-р) = 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

С концентрированной серной кислотой активный металл Mg реагирует, в результате сера +6 восстанавливается до -2:

4Mg + 5H₂SO₄ (конц.) = 4MgSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

Реакция Mg с разбавленным раствором серной кислоты:

Mg + H₂SO₄ (разб.) = MgSO₄ + H₂↑

Mg является основным металлом, поэтому не реагирует с основаниями, т.е. с NaOH реакция не проходит.

Ответ: 13

Пояснение:

В электрохимическом ряду напряжений металлов хром находится до водорода, поэтому он вытесняет водород из растворов неокисляющих кислот:

Cr + 2HCl (разб.) = CrCl₂ + H₂↑

Cr + H₂SO₄ (разб.) = CrSO₄ + H₂↑

Концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют хром. Хром может растворяться в них лишь при сильном нагревании, образуя соли хрома (III) и продукты восстановления кислоты:

Cr + 6HNO₃ (конц.) = Cr(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

2Cr + 6H₂SO₄ (конц.) = Cr₂(SO₄)₃+ 3SO₂↑ + 6H₂O

В измельченном раскаленном состоянии хром реагирует с водой, образуя оксид хрома (III) и водород:

2Cr + 3H₂O = Cr₂O₃ + 3H₂↑

С азотом хром реагирует при температуре выше 1000^oC с образованием нитридов:

2Cr + N₂ = 2CrN или 4Cr + N₂ = 2Cr₂N

С водородом не взаимодействует

Ответ: А-1, Б-4, В-3, Г-6

Пояснение:

А) MgO + SO₂ = MgSO₃ – реакция соединения (из двух сложных веществ образуется одно более сложное)

Реакция между основным (MgO) и кислотным (SO₂) оксидом протекает с образованием средней соли - сульфита магния MgSO₃. Оксид серы (IV) соответствует сернистой кислоте H₂SO₃, поэтому в реакциях с щелочами или основными оксидами образуются соли сернистой кислоты с кислотным остатком SO₃^2- - сульфиты.

Б) MgO + SO₃ = MgSO₄ – реакция соединения (из двух сложных веществ образуется одно более сложное)

Реакция между основным (MgO) и кислотным (SO₃) оксидом протекает с образованием средней соли - сульфата магния MgSO₄. Оксид серы (VI) соответствует серной кислоте H₂SO₄, поэтому в реакциях с щелочами или основными оксидами образуются соли серной кислоты с кислотным остатком SO₄^2- - сульфаты.

В) MgO + H₂SO₃ = MgSO₃ + H₂O– реакция обмена (два сложных вещества – реагенты – обмениваются своими составными частями)

Реакция между основным оксидом (MgO) и сернистой кислотой (H₂SO₃) протекает с образованием средней соли - сульфита магния MgSO₃ – и воды. При взаимодействии сернистой кислоты H₂SO₃ с щелочами или основными оксидами образуются соли сернистой кислоты с кислотным остатком SO₃^2- - сульфиты.

Г) MgO + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂O – реакция обмена (два сложных вещества – реагенты – обмениваются своими составными частями)

Реакция между основным оксидом (MgO) и серной кислотой (H₂SO₄) протекает с образованием средней соли - сульфата магния MgSO₄ – и воды. При взаимодействии серной кислоты H₂SO₄ с щелочами или основными оксидами образуются соли серной кислоты с кислотным остатком SO₄^2- - сульфаты.

Ответ: А-4, Б-3, В-5, Г-1

Пояснение:

А) Оксид калия K₂O – основный оксид, поэтому взаимодействует с водой с образованием щелочи, кислотными оксидами с образованием солей и кислотами с образованием солей и воды:

K₂O + H₂O = 2KOH; K₂O + N₂O₅ = 2KNO₃

K₂O + 2H₃PO₄ = 2KH₂PO₄ + H₂O – образование кислой соли – дигидрофосфата калия

K₂O + H₃PO₄ = K₂HPO₄ + H₂O – образование кислой соли – гидрофосфата калия

3K₂O + 2H₃PO₄ = 2K₃PO₄ + 3H₂O – образование средней соли – фосфата калия

Б) Оксид углерода (II) CO – несолеобразующий оксид, обладающий окислительными и восстановительными свойствами.

3CO + Fe₂O₃ = 2Fe + 3CO₂ (CO – восстановитель: C⁺² → C⁺⁴);

CO + 2H₂ = CH₃OH (современный промышленный синтез метанола на медь-цинковом оксидном катализаторе при 250^oC и 7МПа; CO – окислитель: C⁺² → C^-2);

2CO + O₂ = 2CO₂ (CO – восстановитель: C⁺² → C⁺⁴).

В) Оксид хрома (III) Cr₂O₃ – амфотерный оксид. Амфотерные оксиды - солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность и взаимодействующие с кислотами и щелочами):

Cr₂O₃ + 6NaOH(р-р) + 3H₂O = 2Na₃[Cr(OH)₆]

Cr₂O₃ + 2NaOH(тв.) = 2NaCrO₂ + H₂O

Cr₂O₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Cr₂O₃ + 6H₂SO₄ = 2Cr(HSO₄)₃ + 3H₂O

Cr₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Cr (алюмотермия, алюминий как более активный металл вытесняет хром из его оксида)

Г) Оксид фосфора (V) P₂O₅ – кислотный оксид, поэтому реагирует с водой с образованием соответствующей ортофосфорной кислоты, основными оксидами с образованием солей (ортофосфатов) и основаниями с образованием солей и воды:

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄ (в P₂O₅ и H₃PO₄ степень окисления фосфора +5)

P₂O₅ + 3MgO = Mg₃(PO₄)₂

P₂O₅ + 6LiOH = 2Li₃PO₄↓ + 3H₂O

Ответ: А-5, Б-4, В-2, Г-1

Пояснение:

А) Кальций – щелочноземельный металл (элемент главной подгруппы II группы), взаимодействует с неметаллами, кислотами и окисляется кислородом до оксида:

6Ca + P₄ = Ca₃P₂ (при нагревании)

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂↑

2Ca + O₂ = 2CaO (кальций горит красным пламенем с оранжевым оттенком)

Б) Оксид цинка (ZnO) – амфотерный оксид, т.е. солеобразующий оксид, проявляющий в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (то есть проявляющий амфотерность, взаимодействует с кислотами и щелочами).

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H2O

ZnO + 2NaOH(тв.) = Na₂ZnO₂ + H₂O (сплавление)

ZnO + 2NaOH(тв.) + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] (растворение)

ZnO можно восстановить до чистого металла водородом:

ZnO + H₂ = Zn + H₂O

В) Сульфат меди (II) (CuSO₄) – растворимая в воде соль, вступает в реакции обмена с растворимыми солями и щелочами при условии, что образуется осадок, и в реакции замещения с более активными металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений металлов до меди:

2Al + 3CuSO₄(р-р) = Al₂(SO₄)₃ + Cu↓ (выделение металла красного цвета; реакция замещения)

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ (образование осадка; реакция обмена)

CuSO₄ + Na₂S = CuS↓ + Na₂SO₄ (образование осадка; реакция обмена)

Г) Сульфит натрия (Na₂SO₃) – растворимая в воде слабой сернистой кислоты, вступает в реакции обмена с образованием осадка и реагирует с сильными кислотами с выделением сернистого газа - SO₂:

Na₂SO₃ + BaCl₂ = BaSO₃↓ + 2NaCl (образование осадка; реакция обмена)

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂↑ + H₂O (выделение газа; реакция обмена)

Na₂SO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + SO₂↑ + H₂O (выделение газа; реакция обмена)

Ответ: А-1, Б-2, В-4, Г-5

Пояснение:

А) Азот (N₂) весьма химически инертный газ. Ввиду своей химической инертности при обычных условиях реагирует с литием:

6Li + N₂ = 2Li₃N

С кислородом реагирует в электрическом разряде с образованием оксида азота (II) (NO):

N₂ + O₂ = 2NO

Кроме того, N₂ обратимо связывает водород с образованием аммиака:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ (T = 850^oC, p = 4500 атм, выход 97%)

Б) Оксид меди (II) (CuO) – основный оксид двухвалентной меди. Способен восстанавливаться до чистого металла аммиаком, монооксидом углерода, водородом и углем:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

CuO + CO = Cu + CO₂

Кроме того, алюминий как более активный металл способен восстанавливать медь из ее оксида (алюмотермия):

3CuO + 2Al = Al₂O₃ + Cu

В) При длительном нагревании сера реагирует с кислотами-окислителями, в частности с концентрированной азотной кислотой:

S + 6HNO₃(конц.) = H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O

Также азотная кислота взаимодействует с солями слабых кислот:

Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + CO₂↑ + H₂O

FeS + 12HNO₃(конц.) = Fe(NO₃)₃+ H₂SO₄ + 9NO₂↑ + 5H₂O

Г) Сульфат меди (II) (CuSO₄) – растворимая в воде соль, вступает в реакции обмена с растворимыми солями и щелочами:

2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ (образование осадка; реакция обмена)

CuSO₄ + BaCl₂ = CuCl₂ + BaSO₄↓ (образование осадка; реакция обмена)

Йодид меди (II) (CuI₂) до настоящего времени не получен. При обработке растворов солей меди (II) растворами йодидов щелочных металлов выделяется йод:

2CuSO₄ + 4KI = 2CuI + 2K₂SO₄ + I₂↓

Ответ: А-5, Б-1, В-2, Г-3

Пояснение:

А) Реакция соединения – металл взаимодействует с неметаллом с образованием соли:

Mg + Br₂ → MgBr₂

Окислительно-восстановительная реакция – бром восстанавливает серу до S⁰:

H₂S + Br₂ → 2HBr + S↓

Реакция соединения – бром взаимодействует с водородом с образованием HBr:

H₂ + Br₂ → 2HBr

Б) Плавиковая кислота (HF) способна растворить оксид кремния:

SiO₂ + 4HF→ SiF₄ + 2H₂O

SiO₂ является кислотным оксидом, поэтому способен взаимодействовать с щелочами:

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O

SiO₂ взаимодействует с карбонатом кальция с образованием метасиликата кальция и оксида углерода (IV):

CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + CO₂↑

В) Соляная кислота является сильной, поэтому способна вытеснить слабую угольную. Образуясь, угольная кислота распадается на CO₂ и воду:

K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + CO₂↑ + H₂O

При сплавлении карбоната калия и оксида алюминия образуется алюминат калия, а также выделяется углекислый газ:

K₂CO₃ + Al₂O₃ → 2KAlO₂ + CO₂↑

При взаимодействии в растворе двух солей выпадает осадок – карбонат кальция:

K₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2KCl

Г) Сульфат железа (III) Fe₂(SO₄)₃ вступает в реакции обмена с LiOH и BaCl₂ с образованием осадков Fe(OH)₃ и BaSO₄:

Fe₂(SO₄)₃ + 6LiOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3Li₂SO₄

Fe₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2FeCl₃

Сульфат железа (III) Fe₂(SO₄)₃ вступает в окислительно-восстановительную реакцию с образованием иодида калия:

Fe₂(SO₄)₃ + 2KI → 2FeSO₄ + I₂↓ + K₂SO₄

Ответ: А-1, Б-2, В-3, Г-5

Пояснение:

1) Вода взаимодействует с кислотными оксидами с образованием соответствующих кислот, щелочными и щелочноземельными металлами с образованием щелочи и выделением воды и способна гидролизовать сульфид алюминия:

3H₂O + P₂O₅ → 2H₃PO₄

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

2) В кислороде горит сероводородом и аммиак. Кроме того, кислород способен окислить оксид железа (II) до оксида железа (III):

2H₂S + O₂ → 2S↓ + 2H₂O (горение в недостатке кислорода)

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂↑ + 2H₂O (горение в избытке кислорода)

4NH₃ + 3O₂ → 2N₂↑ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ → 4NO↑ + 6H₂O

4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃

В) Cl₂ – сильный окислитель, способен окислить кремний:

Si + 2Cl₂ → SiCl₄

Водные растворы щелочей используются для травления кремния:

Si + 2KOH + H₂O → K₂SiO₃ + 2H₂↑

В реакциях с металлами кремний является окислителем:

2Ca + Si → Ca₂Si

Г) Fe₂(SO₄)₃ способен вступать в реакции обмена с растворимыми кислотами, солям и щелочами с образованием осадков:

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄

Различные восстановители способны восстановить Fe⁺³ до Fe⁺²:

Fe₂(SO₄)₃ + H₂S → 2FeSO₄ + S↓ + H₂SO₄

2Fe⁺³ + 2e → 2Fe⁺² | ^. 1 восстановление

S^-2 – 2e → S⁰ | ^. 1 окисление

Fe₂(SO₄)₃ + 2KI → 2FeSO₄ + I₂↓ + K₂SO₄

2Fe⁺³ + 2e → 2Fe⁺² | ^. 1 восстановление

2I^-1 – 2e → I₂⁰ | ^. 1 окисление

Ответ: 1-Б; 2-В; 3-Д; 4-Е

Пояснение:

1) Хлор, являясь сильным окислителем (окислительная способность галогенов убывает от F₂ к I₂), окисляет железо до Fe⁺³, в результате чего образуется FeCl₃:

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

2) С железом соляная кислота (не является кислотой-окислителем) вступает в реакцию замещения, в результате которой образуется FeCl₂ и выделяется водород:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

3) Соляная кислота не является кислотой-окислителем, поэтому не окисляет железо в оксиде FeO. Между FeO и соляной кислотой протекает реакция обмена с образованием соли и воды:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

4) Между оксидом железа (III) и соляной кислотой протекает реакция обмена с образованием хлорида железа (III) и воды:

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Ответ: 1-В; 2-Б; 3-А; 4-Г

Пояснение:

1) Углекислый газ является кислотным оксидом, поэтому взаимодействует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов и щелочами с образованием солей. При избытке CO₂ образуется кислая соль – гидрокарбонат натрия:

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2) Углекислый газ реагирует с щелочью NaOH с образованием соли. В данном случает при избытке щелочи образуется средняя соль – карбонат натрия Na₂CO₃:

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

3) При взаимодействии щелочного или щелочноземельного металла в водой протекает реакция замещения с выделением большего количества теплоты:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

4) Между основанием (в данном случает щелочью NaOH) и кислотой (HCl) протекает реакция нейтрализации с образованием средней соли и воды:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Ответ: 1-Е; 2-Г; 3-А; 4-В

Пояснение:

1) Хлор, являясь сильным окислителем (окислительная способность галогенов убывает от F₂ к I₂), окисляет железо до Fe⁺³, в результате чего образуется FeCl₃.

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

2) С железом соляная кислота (не является кислотой-окислителем) вступает в реакцию замещения, в результате которой образуется FeCl₂ и выделяется водород:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

3) С разбавленной серной кислотой металлическое железо вступает в реакцию замещения с образованием FeSO₄ и выделением водорода:

Fe + H₂SO₄ (разб.) → FeSO₄ + H₂↑

4) Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо (также хром, алюминий, цинк и т.д.), т.е. поверхность металла переходит в неактивное состояние, связанное с образованием оксидной пленки, препятствующей коррозии. Однако при нагревании концентрированная серная кислота (кислота-окислитель) растворяет оксидную пленку и окисляет железо до Fe⁺³:

Ответ: 3457

Пояснение:

Гидроксид натрия способен вступать в обменные реакции с растворимыми солями, если с результате реакции образуется нерастворимое соединение или выделяется газ:

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓  +Na₂SO₄

С кислотами и кислотными оксидами щелочь реагирует с образованием солей. В зависимости от избытка того или иного реагента образуются либо кислые, либо средние соли:

NaOH + H₂SO₄ → NaHSO₄ + H₂O

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

NaOH + SO₂ → NaHSO₃

2NaOH + SO₂ → Na₂SO₃ + H₂O

Cl₂, являясь сильным окислителем, реагирует с холодным и горячим растворами щелочей, окисляясь до гипохлорита NaClO (в холодном растворе) и хлората NaClO₃ (в горячем растворе) и восстанавливаясь до хлорида натрия NaCl:

Ответ: 13

Пояснение:

Схема разложения нитратов:

нитрат металла (левее магния, кроме Li) → нитрит + O₂↑

нитрат металла (в ряду активностей Mg – Cu, Li) → оксид металла + NO₂↑ + O₂↑

нитрат металла (правее Cu) → металл + NO₂↑ + O₂↑

нитрат аммония:

Следовательно, из предложенных вариантов с образованием нитрита металла и выделением кислорода разлагаются нитрат натрия и нитрат калия:

Нитрат ртути разлагается с образованием металла, NO₂ и O₂, все остальные нитратов из предложенных вариантов – до оксида металла, NO₂ и O₂.

Ответ: 345

Пояснение:

Схема разложения нитратов:

нитрат металла (левее магния, кроме Li) → нитрит + O₂↑

нитрат металла (в ряду активностей Mg – Cu, Li) → оксид металла + NO₂↑ + O₂↑

нитрат металла (правее Cu) → металл + NO₂↑ + O₂↑

нитрат аммония:

Следовательно, из предложенных вариантов с образованием NO₂ и O₂ разлагаются нитрат алюминия, нитрат цинка и нитрат никеля:

С образованием нитрита металла и выделением кислорода разлагаются нитрат натрия, нитрат калия и нитрат кальция:

Ответ: 345

Пояснение:

Ортофосфорная кислота не реагирует с медью, поскольку не является кислотой окислителем и не способна окислить металл, расположенный в ряду активностей правее водорода. Кроме этого, невозможно взаимодействие ортофосфорной кислоты с нитратом натрия, т.к. слабая ортофосфорная кислота не способна вытеснить сильную азотную кислоту из ее соли. Являясь кислотой, H₃PO₄ не реагирует с кислотным оксидом SO₂ и азотной кислотой.

Ортофосфорная кислота взаимодействует с обладающими основными свойствами аммиаком, оксидом кальция и щелочью с образованием в зависимости от соотношения исходных реагентов кислых или средних солей:

NH₃ + H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄

2NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₂HPO₄

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO4 + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

CaO + 2H₃PO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + H₂O

CaO + H₃PO₄ → CaHPO₄ + H₂O

3CaO + 2H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O

Ответ: 135

Пояснение:

Оксид кремния при сплавлении с карбонатами способен вытеснить из них углекислый газ:

Фтороводородная кислота способна растворить диоксид кремния:

SiO₂ способен окислить магний до оксида, при этом восстанавливаясь до Si:

Также, если магния избыток, может получаться вместо  кремния силицид магния Mg₂Si:

Диоксид кремния не растворяется в воде и не взаимодействует с сульфатом меди. Являясь кислотным оксидом, SiO₂ не реагирует с фосфорной кислотой.

Ответ: А-3; Б-4; В-1; Г-5

Пояснение:

1) В щелочной среде кислая соль – гидрокарбонат калия – превращается в среднюю:

KHCO₃ + KOH → K₂CO₃ + H₂O

2-3) Сильные кислоты способны вытеснять слабую неустойчивую угольную кислоту из карбонатов и гидрокарбонатов:

KHCO₃ + HCl → KCl + H₂O + CO₂↑

K₂CO₃ + 2HNO₃ → 2KNO₃ + CO₂↑ + H₂O

4) При взаимодействии двух растворимых солей – карбоната калия и хлорида бария – протекает обменная реакция с образованием нерастворимого карбоната бария и растворимого хлорида калия:

K₂CO₃ + BaCl₂ → BaCO₃↓ + 2KCl

Ответ: А-3; Б-1; В-6; Г-4

Пояснение:

А) Углекислый газ обладает слабыми окислительными свойствами за счет наличия углерода в максимальной степени окисления (C⁺⁴) и способен окислить активные металлы, например Mg, до оксида:

Mg + CO₂ → MgO + CO↑

Кроме этого, CO₂ является кислотным оксидом, поэтому может взаимодействовать с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов, а также щелочами с образованием солей:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

С водой углекислый газ образует слабую неустойчивую угольную кислоту:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

Б) Медь в оксиде (Cu⁺²) способна восстанавливаться до металла действием различных восстановителей (H₂, CO, NH₃):

Оксиды металлов взаимодействуют с кислотами с образованием соответствующих солей:

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Оксид меди (II) способен вступать в реакции конпропорционирования с медью с образованием оксида меди с промежуточной степенью окисления +1 (аналогично: Fe₂O₃ + Fe → 3FeO):

В) CaO – оксид щелочноземельного металла, реагирует с водой с образованием щелочи, а также с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

В зависимости от избытка и недостатка реагентов:

CaO + 2H₂SO₄ → Ca(HSO₄)₂ + H₂O или CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O

Г) Угарный газ CO реагирует с расплавами щелочей с образованием соответствующих формиатов:

Кроме того, CO реагирует с галогенами. В случае взаимодействия CO с хлором получается фосген:

Угарный газ способен окислиться кислородом до CO₂

2CO + O₂ → 2CO₂

Ответ: А-3; Б-4; В-5; Г-1

Пояснение:

А) Кремний в свободном виде можно получить обжигом диоксида кремния с коксом:

При кипячении аморфного диоксида кремния в концентрированном растворе щелочи образуется ортосиликат:

SiO₂ + 4KOH_(конц.) → K₄SiO₄ + 2H₂O

При сплавлении щелочи с диоксидом кремния образуется метасиликат:

При сплавлении с карбонатами диоксид кремния вытесняет углекислый газ из солей:

Б) При растворении диоксида азота в разбавленном растворе щелочи N⁺⁴ диспропорционирует с образованием двух солей – нитрата (N⁺⁵) и нитрита (N⁺³) натрия:

2NaOH + 2NO₂ → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

При растворении диоксида азота в воде N⁺⁴ также диспропорционирует с образованием кислот – азотной (N⁺⁵) и азотистой (N⁺³):

H₂O + 2NO₂ → HNO₃ + HNO₂

Поскольку образующаяся азотистая кислота неустойчива, при растворении диоксида азота в теплой воде помимо образования азотной кислоты выделяется NO:

H₂O + 3NO₂ → 2HNO₃ + NO↑

Также и при пропускании диоксида азота над оксидом щелочного или щелочноземельного металла N⁺⁴ диспропорционирует с образованием двух солей – нитрата (N⁺⁵) и нитрита (N⁺³):

2CaO + 4NO₂ → Ca(NO₃)₂ + Ca(NO₂)₂

В) Оксид бария является оксидом щелочноземельного металла, взаимодействует с водой с образованием щелочи, а также с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей:

BaO + H₂O → Ba(OH)₂

BaO + SO₃ → BaSO₄

В зависимости от избытка или недостатка реагентов образуются кислые или средние соли ортофосфорной кислоты:

BaO + 2H₃PO₄ → Ba(H₂PO₄)₂ + H₂O

BaO + H₃PO₄ → BaHPO₄ + H₂O

3BaO + 2H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + 3H₂O

Г) В ряду активностей металлов алюминий расположен левее железа, поэтому способен вытеснить его из оксида. Реакция протекает после поджига высокотемпературным пламенем, например, горящей магниевой ленты:

2Al + Fe₂O₃ →  2Fe + Al₂O₃

Оксид железа (III) является амфотерным оксидом (Fe⁺³), поэтому взаимодействует с кислотами и щелочами. При взаимодействии Fe₂O₃ с азотной кислотой образуется нитрат железа (III):

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

Кроме того, при действии восстановителей (CO, H₂, NH₃) Fe₂O₃ восстанавливается:

Ответ: А-4; Б-3; В-1; Г-4,6

(задание несколько некорректное - пункту "Г" подходит два варианта ответа)

Пояснение:

А, Г) Силицид магния можно получить спеканием магния с кремнием в инертной атмосфере либо спеканием диоксида кремния с магнием в атмосфере водорода:

Б) Для получения соли – метасиликата натрия - кремний подвергают выщелачиванию (травление):

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑

В) Силицид кальция Ca₂Si разлагается в холодной воде с образование щелочи и выделением силана:

Ca₂Si + 4H₂O → 2Ca(OH)₂ + SiH₄↑

Г) Кремний в свободном состоянии можно получить прокаливанием мелкого белого песка - диоксида кремния - с магнием. При этом образуется порошок бурого цвета - аморфный кремний:

Ответ: А-1; Б-3; В-2; Г-4

Пояснение:

А) В ряду активностей металлов алюминий расположен левее железа, следовательно, может вытеснить его из оксида:

2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃

Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют алюминий (также хром, железо, цинк и т.д.), т.е. поверхность металла переходит в неактивное состояние, связанное с образованием оксидной пленки, препятствующей коррозии. Однако при нагревании концентрированные кислоты растворяет оксидную пленку и окисляют металл.

С разбавленным раствором азотной кислоты алюминий реагирует с образованием нитрата алюминия и оксида азота (I):

8Al + 30HNO₃(разб.) → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O↑ + 15H₂O

Алюминий является амфотерным металлом, поэтому взаимодействует с кислотами и щелочами. При взаимодействии Al с горячим раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат натрия и выделяется водород:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

Б) При пропускании кислорода воздуха через раствор иодоводородной кислоты на свету или в присутствии меди протекает окислительно-восстановительная реакция:

4HI + O₂(возд.) → 2I₂↓ + 2H₂O

Кислород окисляет большинство металлов. В случает с железом образуется железная окалина – Fe₃O₄:

3Fe + 2O₂ →  Fe₃O₄

Оксид фосфора (III) окисляется кислородом до оксида фосфора (V):

В) Сера – неметалл, обладающий как окислительными, так и восстановительными свойствами. При взаимодействии с металлом и водородом сера восстанавливается, а при действии сильных окислителей (концентрированных кислот, кислорода, галогенов) окисляется:

Следует помнить, что сульфида трехвалентного железа не существует.

S + 6HNO₃(конц.) → H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O

Г) Натрий – щелочной металл, легко окисляясь, активно вступает в реакции замещения и реагирует с неметаллами:

2Na + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅ONa + H₂↑

Реакция с водой протекает со взрывом:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

Ответ: А-4; Б-3; В-1; Г-5

Пояснение:

А) Сера – неметалл, обладающий как окислительными, так и восстановительными свойствами. При взаимодействии с металлом и водородом сера восстанавливается, а при действии сильных окислителей (концентрированных кислот, кислорода, галогенов) окисляется:

S + Cl₂ → SCl₂

S + 6HNO₃(конц.) → H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O

Б) Кислород является сильным окислителем, поддерживает реакции горения. Все углеводороды горят с образованием углекислого газа и воды:

CH₄ + 2O₂ → CO₂↑ + 2H₂O

Кислород способен окислить большинство металлов, в результате чего образуется оксид:

2Zn + O₂ → 2ZnO

Азот является весьма инертным газом, поэтому с кислородом реагирует в жестких условиях (2000⁰C, Pt/MnO₂):

В) Хлор является сильным окислителем (окислительная способность увеличивается от I₂ к F₂), способен вытеснить серу из сероводорода:

H₂S + Cl₂ → 2HCl + S↓

При пропускании хлора через холодный концентрированный раствор щелочи образуются хлорид и гипохлорит (молекулярный хлор диспропорционирует на Cl⁺¹ и Cl^-1):

2KOH + Cl₂ → KCl + KClO + H₂O

Если хлор пропускать через горячий концентрированный раствор щелочи, молекулярный хлор диспропорционирует на Cl⁺⁵ и Cl^-1, в результате чего образуются хлорат и хлорид соответственно:

3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

С предельными углеводородами галогены в присутствии света вступают в реакции замещения, протекающие по свободнорадиальному механизму:

Г) При взаимодействии с неметаллами фосфор проявляет восстановительные свойства. При действии сильных окислителей – кислорода и хлора – в зависимости от соотношений реагентов и температуры фосфор окисляется до P⁺³ и P⁺⁵ (на примере красного фосфора):

2P_{(красн.)} + 3O₂ → 2P₂O₃

2P_{(красн.)} + 5O₂ → 2P₂O₅

2P_{(красн.)} + 3Cl₂ → 2PCl₃

2P_{(красн.)} + 5Cl₂ → 2PCl₅

Ответ: А-1; Б-4; В-5; Г-2

Пояснение:

А) Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо (также хром, алюминий, цинк и т.д.), т.е. поверхность металла переходит в неактивное состояние, связанное с образованием оксидной пленки, препятствующей коррозии. Однако при нагревании концентрированные кислоты растворяют оксидную пленку и окисляют металл.

С разбавленным раствором серной кислоты железо реагирует с образованием сульфата железа (II) и выделением водорода:

Fe + H₂SO₃(разб.) → FeSO₄ + H₂↑

При взаимодействии с концентрированной серной кислотой при нагревании железо окисляется до Fe⁺³, а сера, входящая в состав серной кислоты, восстанавливается до S⁺⁴:

В ряду активностей металлов магний расположен левее железа, следовательно, может вытеснить его из раствора солей:

3Mg + Fe₂(SO₄)₃ → 3MgSO₄ + 2Fe

При взаимодействии железа с соляной кислотой железо окисляется до Fe⁺² (в отличие кислот-окислителей H₂SO₄(конц.) и HNO₃, которые при нагревании окисляют его до Fe⁺³):

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

Б) При взаимодействии кремния с активными металлами образуются силициды:

Силициды легко гидролизуются водой с образованием основания и выделением моносилана – бесцветного газа с неприятным запахом:

Mg₂Si + 4H₂O → 2Mg(OH)₂↓ + SiH₄↑

При взаимодействии гидроксида магния с кислотой протекает с образованием соли – сульфата магния (происходит растворение осадка – Mg(OH)₂):

Mg(OH)₂ + H₂SO₄ → MgSO₄ + 2H₂O

В) Взаимодействие кремния с кальцием протекает аналогично магнию:

Силицид кальция гидролизуется водой с образованием щелочи и выделением моносилана:

Ca₂Si + 4H₂O → 2Ca(OH)₂↓ + SiH₄↑

При взаимодействии оснований с кислотными оксидами и кислотами протекают кислотно-основные реакции с образованием солей и воды:

Ca(OH)₂ + SiO₂ → CaSiO₃ + H₂O

Г) Реакции Si → Ca₂Si → SiH₄ аналогичны реакциям п. В.

В присутствии кислорода моносилан окисляется со вспышкой даже при температуре жидкого воздуха:

SiH₄ + 2O₂ → SiO₂ + 2H₂O

Ответ: А-3; Б-2; В-1; Г-5

Пояснение:

А) Оксид железа (II) – оксид, проявляющий основные свойства. При взаимодействии с HCl протекает обменная реакция без изменения степени окисления железа:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

Б) Оксид железа (III) – амфотерный оксид (также к амфотерным относятся Cr₂O₃, Al₂O₃, BeO, ZnO и т.д.). При взаимодействии с HCl также протекает обменная реакция без изменения степени окисления железа:

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

В) Fe₃O₄ – железная окалина, представляет собой смесь двух оксидов железа FeO и Fe₂O₃. Также вступает в обменную реакцию с соляной кислотой, в результате которой образуется смесь солей:

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

Г) Поскольку оксид железа (III) является амфотерным оксидом, он проявляет как кислотные, так и основные свойства:

Ответ: А-4; Б-3; В-2; Г-5

Пояснение:

А) Взаимодействие карбида кальция с кислотами и водой является специфическим способом получения ацетилена (метан получают аналогичным способом из карбида алюминия Al₄C₃):

CaC₂ + 2HCl → CaCl₂ + HC≡CH↑

Б) Щелочные и щелочноземельные металлы бурно реагируют с водой с образованием щелочи и выделением водорода:

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

В) Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов также активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей:

CaO+ H₂O → Ca(OH)₂

Г) При пропускании углекислого газа через суспензию карбоната кальция средняя соль растворяется, превращаясь в кислую – гидрокарбонат кальция:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Ответ: А-1; Б-4; В-2; Г-6

Пояснение:

A) При взаимодействии кислых солей с щелочами образуются средние соли:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ + 2H₂O

Б) При взаимодействии гидрокарбоната кальция серная кислота вытесняет более слабую угольную из ее соли:

Ca(HCO₃)₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2CO₂↑ + 2H₂O

В) При разложении гидрокарбоната кальция образуется средняя соль и выделяется углекислый газ:

Г) При пропускании углекислого газа через суспензию карбоната кальция средняя соль растворяется, превращаясь в кислую – гидрокарбонат кальция:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Ответ: А-5; Б-4; В-2; Г-1

Пояснение:

А) При пропускании через раствор силиката натрия или калия углекислого газа в осадок выпадает метакремниевая кислота:

K₂SiO₃ + H₂O + CO₂ → H₂SiO₃↓+ K₂CO₃

Б) Метакремниевая кислота также выпадает при обработке силикатов натрия или калия растворами кислот:

K₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓+ 2KCl

В) В присутствии растворимых карбонатов или сульфитов растворимые соли алюминия превращаются в Al(OH)₃ и выделяются углекислый или сернистый газы соответственно (на примере хлорида алюминия и карбоната калия):

2AlCl₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6KCl + 3CO₂↑

Г) Растворимые соли алюминия вступают в реакции ионного обмена с другими растворимыми солями или щелочами, если образуется осадок:

AlCl₃ + 3KOH → Al(OH)₃↓ + 3KCl

В избытке щелочи гидроксид алюминия растворяется с образованием комплексной соли – тетрагидроксоалюмината калия:

AlCl₃ + 4KOH → K[Al(OH)₄] + 3KCl

Ответ: А-3; Б-4; В-2; Г-6

Пояснение:

А-В) Zn (наряду с бериллием и алюминием) является амфотерным металлом, оксиды и гидроксиды которого проявляются как кислотные, так и основные свойства. При взаимодействии со щелочами в зависимости от условий (сплавление или растворение) оксид и гидроксид цинка образует либо цинкаты, либо тетрагидроксоцинкаты (на примере KOH):

Zn(OH)₂ + 2KOH(р-р) → K₂[Zn(OH)₄]

Сильная азотная кислота растворяет гидроксид цинка, при этом образуется растворимая соль – нитрат цинка:

Zn(OH)₂ + 2HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2H₂O

Г) Нерастворимый в воде гидроксид цинка (так же, как и все нерастворимые гидроксиды металлов) разлагается при нагревании с образованием оксида и воды:

Ответ: А-6; Б-3; В-4; Г-2

Пояснение:

А-Г) Бериллий (наряду с цинком и алюминием) является амфотерным металлом, этот металл, его оксиды и гидроксиды проявляются как кислотные, так и основные свойства. При взаимодействии со щелочами в зависимости от условий (сплавление или растворение) оксид и гидроксид бериллия образует либо бериллаты, либо тетрагидроксобериллаты (на примере NaOH):

Be(OH)₂ + 2NaOH(р-р) → Na₂[Zn(OH)₄]

Кислотные оксиды взаимодействуют с гидроксидом бериллия с образованием соответствующих солей (SO₃ – BeSO₄; SO₂ – BeSO₃):

Be(OH)₂ + SO₃ → BeSO₄ + H₂O

Be(OH)₂ + SO₂ → BeSO₃ + H₂O

Ответ: А-2; Б-4; В-1; Г-1

Пояснение:

А) Оксид азота (IV) является кислотным оксидом, следовательно, диспропорционируя (2N⁺⁴ → N⁺³ + N⁺⁵), взаимодействует с водой, оксидами щелочных и щелочноземельных металлов и щелочами:

2NaOH + NO₂ → NaNO₃ + NaNO₂

H₂O + NO₂ → HNO₃ + HNO₂

Сильным окислителем –озоном – окисляется до оксида азота (V):

2NO₂ + O₃ → N₂O₅+O₂

Б) BaO – оксид щелочноземельного металла, взаимодействует с водой с образованием щелочи, кислотными оксидами и кислотами с образованием соответствующих солей:

BaO + H₂O → Ba(OH)₂

BaO + CO₂ → BaCO₃

BaO + 2H₂S → Ba(HS)₂ + H₂O или BaO + H₂S → BaS + H₂O

В-Г) Оксиды хрома (III) и цинка являются амфорными, в зависимости от реагентов проявляют кислотные и основные основные свойства, т.е могут взаимодействовать с щелочами, оксидами щелочных и щелочноземельных металлов, кислотными оксидами и кислотами:

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Cr₂O₃ + 6NaOH + 3H₂O → 2Na₃[Cr(OH)₆]

Cr₂O₃ + 6HCl → 2CrCl₃ + 3H₂O

Ответ: А-3; Б-1; В-3; Г-2

Пояснение:

А) Сера взаимодействует с концентрированной серной кислотой с образованием сернистого газа (реакция конпропорционирования, где S – восстановитель, H₂SO₄ – окислитель, образуется SO₂ с промежуточной степенью окисления серы +4):

S + 2H₂SO₄(конц.) → 3SO₂↑ + 2H₂O

Б) Медь расположена в ряду активностей металлов правее водорода, поэтому реагирует только с кислотами-окислителями. Реакция с концентрированной серной кислотой протекает с образованием сульфата меди и сернистого газа:

Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

В) В недостатке кислорода сероводород окисляется до молекулярной серы, в избытке кислорода – до SO₂:

2H₂S + O₂ → 2S↓ + 2H₂O

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂↑ + 2H₂O

При пропускании сернистого газа через раствор сильных окислителей S⁺⁴ окисляется до S⁺⁶:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr