Исходные вещества и продукты реакции

Ответ: 1213

Основный оксид с кислотой и основание с кислотой дают одну и ту же соль — хлорид кальция. С кислотным оксидом основный даёт соль без воды, с водой — щёлочь. Водород при этом не выделяется: он образуется только при реакции металла с кислотой.

• CaO + HCl → CaCl₂ + H₂O. Основный оксид с кислотой даёт соль и воду. CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O
• CaO + CO₂ → CaCO₃. Основный оксид с кислотным дают только соль — воде взяться неоткуда. CaO + CO₂ → CaCO₃
• Ca(OH)₂ + HCl → CaCl₂ + H₂O. Обычная нейтрализация. Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O
• CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Гашение извести: оксид активного металла даёт щёлочь. CaO + H₂O → Ca(OH)₂
• CaCl₂ + H₂ — не подходит: водород выделяется при реакции металла с кислотой, а не оксида.
• CaH₂ + O₂ — не подходит: гидрид так не получают.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1634

Цинк левее водорода — вытесняет его из кислоты и, будучи амфотерным, ещё и из щёлочи. Медь правее водорода: с соляной кислотой не реагирует, а концентрированная азотная растворяет её за счёт окисления азотом, поэтому выделяется NO₂, а не водород.

• Zn + HCl(разб.) → ZnCl₂ + H₂. Металл левее водорода вытесняет его из кислоты. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
• Cu + HCl(разб.) → реакция не идёт. Медь стоит правее водорода в ряду активности.
• Zn + NaOH(р-р) + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂. Амфотерный металл растворяется в щёлочи с выделением водорода. Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑
• Cu + HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O. Кислота-окислитель: окисляет азот, водород не выделяется. Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
• CuCl₂ + H₂ — не подходит: медь водород из кислот не вытесняет.
• Cu(NO₃)₂ + H₂ — не подходит: азотная кислота никогда не даёт водорода.

Ответ: 1236

Реакция обмена идёт до конца, если образуется осадок, газ или слабый электролит. В последней паре все четыре возможных вещества растворимы и сильные электролиты, поэтому обмена нет.

• CuSO₄ + NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄. Выпадает нерастворимый голубой гидроксид. CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
• Na₂CO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂. Угольная кислота неустойчива и распадается на воду и газ. Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑
• BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ + NaCl. Сульфат бария нерастворим даже в кислотах. BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl
• NaCl + KNO₃ → реакция не идёт. Все возможные продукты растворимы, ни осадка, ни газа не образуется.
• NaNO₃ + KCl — не подходит: формально обмен возможен, но в растворе он не происходит — все вещества остаются ионами.
• Na₂SO₄ + Cu — не подходит: натрий не вытесняет медь из раствора: он прореагировал бы с водой.

Ответ: 1234

Нерастворимое основание даёт оксид и воду, карбонат — два оксида. Продукт разложения нитрата зависит от положения металла в ряду активности: левее магния — нитрит, от магния до меди — оксид, правее меди — сам металл.

• Cu(OH)₂ → CuO + H₂O. Нерастворимые основания при нагревании теряют воду. Cu(OH)₂ →(t) CuO + H₂O
• CaCO₃ → CaO + CO₂. Обжиг известняка даёт негашёную известь. CaCO₃ →(t) CaO + CO₂↑
• NaNO₃ → NaNO₂ + O₂. Натрий левее магния — нитрат теряет только кислород. 2NaNO₃ →(t) 2NaNO₂ + O₂↑
• Cu(NO₃)₂ → CuO + NO₂ + O₂. Медь в середине ряда — образуется оксид металла и бурый газ. 2Cu(NO₃)₂ →(t) 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑
• Cu + NO₂ + O₂ — не подходит: до металла разлагаются нитраты серебра и ртути, но не меди.
• не разлагается — не подходит: все четыре вещества при нагревании разлагаются.

Ответ: 1236

Амфотерный оксид реагирует и с кислотами, и со щелочами, но с водой — нет: гидроксид алюминия из оксида напрямую не получить. В растворе щёлочи образуется гидроксокомплекс, а метаалюминат NaAlO₂ получается только при сплавлении.

• Al₂O₃ + HCl → AlCl₃ + H₂O. С кислотой амфотерный оксид ведёт себя как основный. Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
• Al₂O₃ + NaOH(р-р) + H₂O → Na[Al(OH)₄]. В растворе образуется тетрагидроксоалюминат. Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]
• Al(OH)₃ + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + H₂O. Амфотерный гидроксид с кислотой даёт соль алюминия. Al(OH)₃ + 3HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3H₂O
• Al₂O₃ + H₂O → реакция не идёт. Амфотерные оксиды с водой не взаимодействуют.
• Al(OH)₃ — не подходит: получить его из оксида и воды нельзя — только осаждением из соли.
• NaAlO₂ + H₂O — не подходит: метаалюминат образуется при сплавлении, а не в растворе.

Ответ: 1236

С водой реагируют активные металлы, оксиды активных металлов и почти все кислотные оксиды. Оксид меди(II) с водой не реагирует, потому что медь неактивна и её гидроксид нерастворим.

• Na + H₂O → NaOH + H₂. Щелочной металл вытесняет водород из воды на холоде. 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
• CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Оксид активного металла даёт щёлочь. CaO + H₂O → Ca(OH)₂
• SO₃ + H₂O → H₂SO₄. Кислотный оксид со степенью окисления +6 даёт серную кислоту. SO₃ + H₂O → H₂SO₄
• CuO + H₂O → реакция не идёт. Оксиды неактивных металлов с водой не взаимодействуют.
• Cu(OH)₂ — не подходит: его получают только осаждением из соли щёлочью.
• H₂SO₃ — не подходит: сернистая кислота получается из SO₂, а не из SO₃.

Ответ: 1264

Более активный галоген вытесняет менее активный из его соли. Активность падает сверху вниз: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂. Поэтому хлор вытесняет и бром, и иод, а бром хлор вытеснить не может.

• Cl₂ + KBr → KCl + Br₂. Хлор активнее брома. Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂
• Cl₂ + KI → KCl + I₂. Хлор активнее иода, раствор буреет. Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂
• Br₂ + KCl → реакция не идёт. Бром менее активен, чем хлор, и вытеснить его не может.
• Cl₂ + H₂ → HCl. Синтез хлороводорода, на свету идёт со взрывом. H₂ + Cl₂ →(hν) 2HCl
• KBr + Cl₂ — не подходит: это исходные вещества обратной реакции, которая не происходит.
• HClO — не подходит: хлорноватистая кислота образуется при растворении хлора в воде, а не в реакции с водородом.

Ответ: 1636

Металл вытесняет из раствора соли только тот металл, который стоит правее него в ряду активности. Порядок здесь: Fe → Cu → Ag, поэтому идут лишь две реакции из четырёх.

• Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Железо левее меди — вытесняет её, гвоздь покрывается красным налётом. Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
• Cu + FeSO₄ → реакция не идёт. Медь правее железа и вытеснить его не может.
• Cu + AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + Ag. Медь левее серебра, раствор голубеет. Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag
• Ag + Cu(NO₃)₂ → реакция не идёт. Серебро — самый неактивный из трёх металлов.
• CuSO₄ + Fe — не подходит: это продукты невозможной обратной реакции.
• AgNO₃ + Cu — не подходит: то же самое для пары медь — серебро.

Ответ: 1234

Соотношение реагентов решает, какая соль получится. Избыток щёлочи даёт среднюю соль, избыток кислотного оксида — кислую. Это одно из самых частых мест ошибок в позиции.

• CO₂ + NaOH(изб.) → Na₂CO₃ + H₂O. Щёлочи хватает, чтобы связать оба водорода угольной кислоты. CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
• CO₂(изб.) + NaOH → NaHCO₃. Избыток газа переводит карбонат в гидрокарбонат. CO₂ + NaOH → NaHCO₃
• SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O. Сернистый газ даёт сульфит, а не сульфат. SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃↓ + H₂O
• CO₂ + Ca(OH)₂(изб.) → CaCO₃ + H₂O. Известковая вода мутнеет — выпадает средняя соль. CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
• Ca(HCO₃)₂ — не подходит: она образуется при избытке CO₂, а здесь в избытке щёлочь.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1234

Соли аммония со щелочами при нагревании выделяют аммиак — это качественная реакция на ион NH₄⁺. Сам хлорид аммония при нагревании возгоняется: разлагается на аммиак и хлороводород, которые при охлаждении снова соединяются.

• NH₄Cl + NaOH →(t) → NaCl + NH₃ + H₂O. Щёлочь вытесняет из соли слабое основание — аммиак. NH₄Cl + NaOH →(t) NaCl + NH₃↑ + H₂O
• NH₄Cl →(t) → NH₃ + HCl. Возгонка: соль разлагается на два газа. NH₄Cl ⇄(t) NH₃↑ + HCl↑
• NH₃ + HCl → NH₄Cl. Обратный процесс — образуется белый дым. NH₃ + HCl → NH₄Cl
• (NH₄)₂SO₄ + Ba(OH)₂ →(t) → BaSO₄ + NH₃ + H₂O. Одновременно осадок сульфата бария и газ. (NH₄)₂SO₄ + Ba(OH)₂ →(t) BaSO₄↓ + 2NH₃↑ + 2H₂O
• BaSO₄ + NH₄OH — не подходит: при нагревании гидрат аммиака не удерживается и распадается на NH₃ и воду.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре процесса реальны.

Ответ: 1236

Степень окисления железа в реакциях обмена не меняется: из Fe(OH)₃ получается соль железа(III), из Fe(OH)₂ — железа(II). Гидроксид железа(II) амфотерности не проявляет и в растворе щёлочи не растворяется.

• Fe(OH)₃ + HCl → FeCl₃ + H₂O. Обмен без изменения степени окисления. Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O
• Fe(OH)₂ + HCl → FeCl₂ + H₂O. Железо остаётся в степени окисления +2. Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O
• Fe(OH)₃ →(t) → Fe₂O₃ + H₂O. Нерастворимое основание теряет воду, давая оксид той же степени окисления. 2Fe(OH)₃ →(t) Fe₂O₃ + 3H₂O
• Fe(OH)₂ + NaOH(р-р) → реакция не идёт. Основные свойства железа(II) выражены отчётливо, амфотерности нет.
• Na₂[Fe(OH)₄] — не подходит: гидроксокомплексы железа(II) в растворе щёлочи не образуются.
• FeO + H₂O — не подходит: это продукт разложения Fe(OH)₂, а не Fe(OH)₃.

Ответ: 1234

Карбиды и гидриды полностью разлагаются водой и кислотами. Карбид кальция даёт ацетилен, карбид алюминия — метан, гидрид натрия — водород. Различается только вторая часть продуктов: с водой получается основание, с кислотой — соль.

• CaC₂ + H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂. Ион C₂²⁻ принимает два протона воды. CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂
• CaC₂ + HCl → C₂H₂ + CaCl₂. Тот же ацетилен, но вместо основания получается соль. CaC₂ + 2HCl → C₂H₂↑ + CaCl₂
• Al₄C₃ + H₂SO₄ → CH₄ + Al₂(SO₄)₃. В карбиде алюминия углерод в виде C⁴⁻, поэтому выделяется метан. Al₄C₃ + 6H₂SO₄ → 3CH₄↑ + 2Al₂(SO₄)₃
• NaH + H₂O → NaOH + H₂. Гидрид-ион H⁻ и протон воды дают молекулу водорода. NaH + H₂O → NaOH + H₂↑
• CH₄ + SiO₂ — не подходит: это продукты гидролиза карбида кремния, который водой не разлагается.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре вещества гидролизуются полностью.

Ответ: 1236

Разбавленная серная кислота — обычная кислота, окислителем в ней служит водород, поэтому она реагирует только с металлами левее водорода. Концентрированная окисляет за счёт серы(VI) и растворяет даже медь, но водорода при этом не даёт.

• H₂SO₄(разб.) + Zn → ZnSO₄ + H₂. Цинк левее водорода — обычное вытеснение. Zn + H₂SO₄(разб.) → ZnSO₄ + H₂↑
• H₂SO₄(конц.) + Cu →(t) → CuSO₄ + SO₂ + H₂O. Окислитель — сера в степени +6, она восстанавливается до +4. Cu + 2H₂SO₄(конц.) →(t) CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
• H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + HCl. Реакция обмена с образованием нерастворимого сульфата. H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl
• H₂SO₄(разб.) + Cu → реакция не идёт. Медь правее водорода, а разбавленная кислота окислительных свойств за счёт серы не проявляет.
• CuSO₄ + H₂ — не подходит: медь водород из кислот не вытесняет.
• CuSO₄ + H₂S + H₂O — не подходит: до сероводорода серную кислоту восстанавливают только активные металлы, а не медь.

Ответ: 1264

Продукт восстановления азотной кислоты зависит от концентрации: концентрированная даёт бурый NO₂, разбавленная — бесцветный NO. С алюминием, железом и хромом на холоде концентрированная кислота образует плотную оксидную плёнку и реакция прекращается.

• HNO₃(разб.) + Cu → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O. Разбавленная кислота восстанавливается глубже — до оксида азота(II). 3Cu + 8HNO₃(разб.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
• HNO₃(конц.) + Cu → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O. Концентрированная кислота даёт бурый газ. Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
• HNO₃(конц., хол.) + Al → реакция не идёт (пассивация). Оксидная плёнка защищает металл; именно поэтому концентрированную HNO₃ перевозят в алюминиевых цистернах.
• HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O. Обычная нейтрализация, степень окисления азота не меняется. HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O
• Al(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O — не подходит: эта реакция пошла бы при нагревании, но на холоде алюминий пассивируется.
• NaNO₂ + H₂O — не подходит: нитрит получается при разложении нитрата, а не при нейтрализации.

Ответ: 1234

Хлор диспропорционирует: часть атомов окисляется, часть восстанавливается. На холоде получается гипохлорит, при нагревании — хлорат. С железом хлор как сильный окислитель даёт сразу степень окисления +3.

• Cl₂ + NaOH(хол.) → NaCl + NaClO + H₂O. Хлор переходит в −1 и +1 — получается жавелевая вода. Cl₂ + 2NaOH →(хол.) NaCl + NaClO + H₂O
• Cl₂ + NaOH(гор.) → NaCl + NaClO₃ + H₂O. При нагревании окисление идёт глубже, до +5. 3Cl₂ + 6NaOH →(t) 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O
• Cl₂ + H₂O → HCl + HClO. Хлорная вода: то же диспропорционирование, но обратимое. Cl₂ + H₂O ⇄ HCl + HClO
• Cl₂ + Fe →(t) → FeCl₃. Сильный окислитель переводит железо сразу в +3. 2Fe + 3Cl₂ →(t) 2FeCl₃
• FeCl₂ — не подходит: железо(II) получается только с кислотами-неокислителями.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1234

Степень окисления железа в продукте определяется силой окислителя: хлор даёт +3, а кислота и соль меди — только +2. С раскалённым водяным паром образуется железная окалина Fe₃O₄, где железо сразу в двух степенях окисления.

• Fe + Cl₂ →(t) → FeCl₃. Хлор — сильный окислитель. 2Fe + 3Cl₂ →(t) 2FeCl₃
• Fe + HCl → FeCl₂ + H₂. Окислитель здесь H⁺, его силы хватает только до железа(II). Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑
• Fe + H₂O(пар) →(t) → Fe₃O₄ + H₂. С холодной водой железо не реагирует, с раскалённым паром даёт окалину. 3Fe + 4H₂O →(t) Fe₃O₄ + 4H₂↑
• Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu. Вытеснение меди из раствора соли, железо переходит в +2. Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu
• FeCl₃ + Cu — не подходит: ион Cu²⁺ не настолько сильный окислитель, чтобы дать железо(III).
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны при указанных условиях.

Ответ: 1236

Фосфор горит в избытке кислорода до высшего оксида. Его гидратация избытком воды даёт ортофосфорную кислоту, а с недостатком получилась бы метафосфорная HPO₃. С водородом фосфор напрямую практически не соединяется — фосфин получают иначе.

• P + O₂(изб.) → P₂O₅. В избытке кислорода образуется высший оксид. 4P + 5O₂ →(t) 2P₂O₅
• P₂O₅ + H₂O(изб.) → H₃PO₄. Полная гидратация даёт ортофосфорную кислоту. P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄
• P₂O₅ + NaOH(изб.) → Na₃PO₄ + H₂O. Избыток щёлочи связывает все три водорода. P₂O₅ + 6NaOH → 2Na₃PO₄ + 3H₂O
• P + H₂ → реакция не идёт. Прямого синтеза фосфина из простых веществ практически не происходит.
• PH₃ — не подходит: фосфин получают гидролизом фосфидов, например Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑.
• HPO₃ — не подходит: метафосфорная кислота образуется при недостатке воды, а здесь она в избытке.

Ответ: 1234

Сера занимает промежуточное положение: с кислородом она восстановитель, с металлом и водородом — окислитель, а в горячей щёлочи диспропорционирует, одновременно повышая и понижая свою степень окисления.

• S + O₂ → SO₂. При горении серы получается именно оксид серы(IV), а не (VI). S + O₂ →(t) SO₂
• S + Fe →(t) → FeS. С металлом сера окислитель, железо переходит в +2. Fe + S →(t) FeS
• S + H₂ →(t) → H₂S. С водородом сера тоже окислитель, её степень окисления −2. H₂ + S →(t) H₂S
• S + NaOH(гор. р-р) → Na₂S + Na₂SO₃ + H₂O. Диспропорционирование: часть серы идёт в −2, часть в +4. 3S + 6NaOH →(t) 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O
• SO₃ — не подходит: оксид серы(VI) получают окислением SO₂ на катализаторе, а не прямым горением.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1234

Соль алюминия и соль слабой летучей кислоты усиливают гидролиз друг друга, поэтому карбонат алюминия в растворе не существует. Со щёлочью всё решает соотношение: недостаток даёт осадок, избыток растворяет его в комплекс. Избыток кислоты, наоборот, разрушает алюминат до средней соли.

• AlCl₃ + Na₂CO₃ + H₂O → Al(OH)₃ + CO₂ + NaCl. Совместный необратимый гидролиз. 2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaCl
• AlCl₃ + NaOH(изб.) → Na[Al(OH)₄] + NaCl. Избыток щёлочи растворяет выпавший гидроксид. AlCl₃ + 4NaOH(изб.) → Na[Al(OH)₄] + 3NaCl
• AlCl₃ + NaOH(недостаток) → Al(OH)₃ + NaCl. Щёлочи хватает только на осаждение гидроксида. AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl
• NaAlO₂ + HCl(изб.) → AlCl₃ + NaCl + H₂O. Избыток кислоты растворяет и алюминат, и промежуточный Al(OH)₃. NaAlO₂ + 4HCl → AlCl₃ + NaCl + 2H₂O
• Al₂(CO₃)₃ + NaCl — не подходит: карбонат алюминия в водном растворе не существует — он полностью гидролизуется.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1236

Амфотерный цинк растворяется и в кислоте, и в щёлочи, но с холодной водой не реагирует — мешает оксидная плёнка. Важное различие: в растворе щёлочи образуется гидроксокомплекс, а при сплавлении без воды — цинкат.

• Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂. Металл левее водорода. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
• Zn + NaOH(р-р) + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂. В растворе получается тетрагидроксоцинкат. Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑
• ZnO + NaOH(сплавление) → Na₂ZnO₂ + H₂O. Без воды образуется безводный цинкат. ZnO + 2NaOH →(t) Na₂ZnO₂ + H₂O
• Zn + H₂O(холодная) → реакция не идёт. С холодной водой цинк не взаимодействует; с раскалённым паром дал бы ZnO и H₂.
• Zn(OH)₂ + H₂ — не подходит: такой продукт дали бы щелочноземельные металлы, но не цинк.
• ZnO + H₂ — не подходит: это продукт реакции с водяным паром при нагревании, а не с холодной водой.

Ответ: 1236

Медь не вытесняет водород из кислот, но окисляется кислородом и растворяется в растворе хлорида железа(III) — ион Fe³⁺ оказывается достаточно сильным окислителем. На этом основано травление медных плат.

• Cu + O₂ →(t) → CuO. При нагревании на воздухе медь чернеет. 2Cu + O₂ →(t) 2CuO
• CuO + H₂ →(t) → Cu + H₂O. Водород восстанавливает медь из оксида, чёрный порошок краснеет. CuO + H₂ →(t) Cu + H₂O
• Cu + FeCl₃ → CuCl₂ + FeCl₂. Ион железа(III) окисляет медь — так травят печатные платы. Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂
• Cu + HCl(разб.) → реакция не идёт. Медь правее водорода в ряду активности.
• CuCl₂ + H₂ — не подходит: водород медью не вытесняется.
• Cu₂O — не подходит: оксид меди(I) образуется в других условиях, не при обычном окислении на воздухе.

Ответ: 1236

Кремний — единственный неметалл, растворяющийся в щёлочи с выделением водорода. Его оксид не реагирует ни с водой, ни с обычными кислотами: единственное исключение — плавиковая кислота.

• Si + NaOH(р-р) + H₂O → Na₂SiO₃ + H₂. Неметалл ведёт себя как амфотерный элемент. Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑
• SiO₂ + NaOH →(t) → Na₂SiO₃ + H₂O. Кислотный оксид со щёлочью даёт силикат. SiO₂ + 2NaOH →(t) Na₂SiO₃ + H₂O
• SiO₂ + HF → SiF₄ + H₂O. Единственная кислота, растворяющая стекло. SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O
• SiO₂ + HCl → реакция не идёт. С соляной и другими обычными кислотами кремнезём не взаимодействует.
• SiCl₄ + H₂O — не подходит: хлорид кремния из оксида соляной кислотой не получают.
• H₂SiO₃ + NaCl — не подходит: это продукт реакции силиката с кислотой, а не оксида со щёлочью.

Ответ: 1234

Пероксид натрия отличается от оксида степенью окисления кислорода: −1 вместо −2. Из-за этого он диспропорционирует, выделяя кислород, — на этом основаны регенеративные патроны подводных лодок. Оксид натрия кислорода не даёт.

• Na₂O₂ + H₂O → NaOH + O₂. Кислород в степени −1 одновременно окисляется и восстанавливается. 2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂↑
• Na₂O₂ + CO₂ → Na₂CO₃ + O₂. Поглощает углекислый газ и выделяет кислород. 2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂↑
• Na₂O + H₂O → NaOH. Обычный основный оксид, кислород остаётся в степени −2. Na₂O + H₂O → 2NaOH
• H₂O₂ →(MnO₂) → H₂O + O₂. Каталитическое разложение пероксида водорода. 2H₂O₂ →(MnO₂) 2H₂O + O₂↑
• H₂ + O₂ — не подходит: разложение на простые вещества требует электролиза, а не катализатора.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре процесса реальны.

Ответ: 1234

Все три группы разложения нитратов в одном задании плюс особый случай — нитрат аммония. У него и катион, и анион содержат азот, поэтому разложение идёт внутримолекулярно и даёт «веселящий газ» N₂O.

• KNO₃ → KNO₂ + O₂. Калий левее магния — теряется только кислород. 2KNO₃ →(t) 2KNO₂ + O₂↑
• Mg(NO₃)₂ → MgO + NO₂ + O₂. Магний в средней группе — образуется оксид металла. 2Mg(NO₃)₂ →(t) 2MgO + 4NO₂↑ + O₂↑
• AgNO₃ → Ag + NO₂ + O₂. Серебро правее меди — выделяется свободный металл. 2AgNO₃ →(t) 2Ag + 2NO₂↑ + O₂↑
• NH₄NO₃ → N₂O + H₂O. Внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция. NH₄NO₃ →(t) N₂O↑ + 2H₂O
• N₂ + H₂O — не подходит: азот даёт разложение нитрита аммония NH₄NO₂, а не нитрата.
• не разлагается — не подходит: все четыре соли при нагревании разлагаются.

Ответ: 1234

Хром показывает всю шкалу свойств: оксид и гидроксид хрома(III) амфотерны, причём при сплавлении получается хромит, а в растворе — гидроксокомплекс. Оксид хрома(VI) уже чисто кислотный и со щёлочью даёт хромат.

• Cr₂O₃ + NaOH →(t) → NaCrO₂ + H₂O. Сплавление даёт безводный хромит. Cr₂O₃ + 2NaOH →(t) 2NaCrO₂ + H₂O
• Cr(OH)₃ + NaOH(изб., р-р) → Na₃[Cr(OH)₆]. В растворе образуется гексагидроксокомплекс, раствор зеленеет. Cr(OH)₃ + 3NaOH → Na₃[Cr(OH)₆]
• Cr(OH)₃ + HCl → CrCl₃ + H₂O. С кислотой амфотерный гидроксид ведёт себя как основание. Cr(OH)₃ + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O
• CrO₃ + NaOH → Na₂CrO₄ + H₂O. Кислотный оксид хрома(VI) даёт жёлтый хромат. CrO₃ + 2NaOH → Na₂CrO₄ + H₂O
• Na₂Cr₂O₇ + H₂O — не подходит: дихромат образуется в кислой среде, а не при действии щёлочи.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1234

Соотношение углерода и кислорода решает, какой оксид получится: в избытке кислорода — углекислый газ, при недостатке — угарный. С раскалённым паром углерод даёт водяной газ, смесь CO и H₂, — основу промышленного синтеза.

• C + O₂(изб.) → CO₂. Полное окисление до высшей степени +4. C + O₂ →(t) CO₂
• C + O₂(недостаток) → CO. Кислорода не хватает, окисление останавливается на +2. 2C + O₂ →(t) 2CO
• C + H₂O(пар) →(t) → CO + H₂. Получение водяного газа. C + H₂O →(t) CO↑ + H₂↑
• CO + CuO →(t) → Cu + CO₂. Угарный газ восстанавливает медь из оксида. CO + CuO →(t) Cu + CO₂
• CuCO₃ — не подходит: карбонат меди из оксида и угарного газа не образуется.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1232

В растворе более сильная кислота вытесняет более слабую, поэтому кремниевую кислоту вытесняет даже угольная, но не наоборот. При сплавлении правило меняется: там вытесняет более нелетучая кислота, и кремнезём выгоняет CO₂ из карбоната.

• Na₂SiO₃ + HCl → H₂SiO₃ + NaCl. Сильная кислота вытесняет очень слабую кремниевую. Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓ + 2NaCl
• Na₂CO₃ + H₂SiO₃(р-р) → реакция не идёт. Кремниевая кислота слабее угольной и вытеснить её из соли в растворе не может.
• CaCO₃ + SiO₂ →(t) → CaSiO₃ + CO₂. При сплавлении решает летучесть: CO₂ уходит, и равновесие смещается вправо. CaCO₃ + SiO₂ →(t) CaSiO₃ + CO₂↑
• Na₂SO₄ + HCl → реакция не идёт. Обе кислоты сильные, осадка и газа не образуется.
• NaCl + H₂SO₄ — не подходит: в растворе такой обмен не идёт — все вещества остаются ионами.
• Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O — не подходит: это продукты невозможной обратной реакции.
• NaHSO₄ + HCl — не подходит: кислая соль получилась бы с концентрированной серной кислотой и твёрдой солью.

Ответ: 1234

Оксиды реагируют между собой, только если один основный, а другой кислотный. Два основных оксида друг с другом не взаимодействуют. Заряд аниона нужно считать по степени окисления: у серы(VI) получается сульфат, а не сульфит.

• CaO + SiO₂ →(t) → CaSiO₃. Основный оксид с кислотным даёт соль — силикат кальция, основу шлака. CaO + SiO₂ →(t) CaSiO₃
• Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃. Основный оксид с кислотным даёт карбонат. Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃
• CaO + MgO → реакция не идёт. Оба оксида основные — реагировать им нечем.
• SO₃ + CaO → CaSO₄. Сера в степени +6 даёт сульфат. SO₃ + CaO → CaSO₄
• CaSO₃ — не подходит: сульфит получился бы из SO₂, а не из SO₃.
• CaSiO₄ — не подходит: такого состава силикат кальция не имеет: кремниевая кислота H₂SiO₃ двухосновна.

Ответ: 1234

Глубина восстановления серы(VI) зависит от активности восстановителя: активный цинк доводит её до −2 (сероводород), медь — только до +4. Разбавленная кислота работает совсем иначе — окислителем в ней служит водород.

• H₂SO₄(конц.) + Zn →(t) → ZnSO₄ + H₂S + H₂O. Активный металл восстанавливает серу максимально глубоко. 4Zn + 5H₂SO₄(конц.) →(t) 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O
• H₂SO₄(разб.) + Zn → ZnSO₄ + H₂. В разбавленной кислоте окислитель — ион водорода. Zn + H₂SO₄(разб.) → ZnSO₄ + H₂↑
• H₂SO₄(конц., хол.) + Fe → реакция не идёт (пассивация). Плотная оксидная плёнка защищает железо; поэтому кислоту хранят в стальных цистернах.
• H₂SO₄(конц.) + C →(t) → CO₂ + SO₂ + H₂O. Концентрированная кислота окисляет даже уголь. C + 2H₂SO₄(конц.) →(t) CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O
• ZnSO₄ + SO₃ + H₂O — не подходит: сера(VI) в продукте не восстановилась бы — это не окислительно-восстановительная реакция.
• FeSO₄ + H₂ — не подходит: такой продукт даёт разбавленная кислота, а не концентрированная на холоде.

Ответ: 1234

Чем активнее металл и чем более разбавлена азотная кислота, тем глубже восстанавливается азот: от +4 (NO₂) через +2 (NO) до −3 (ион аммония). Водород азотная кислота не даёт никогда.

• HNO₃(очень разб.) + Mg → Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O. Активный металл и сильно разбавленная кислота — азот восстанавливается до −3. 4Mg + 10HNO₃(оч. разб.) → 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
• HNO₃(разб.) + Ag → AgNO₃ + NO + H₂O. Неактивный металл и разбавленная кислота дают бесцветный NO. 3Ag + 4HNO₃(разб.) → 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O
• HNO₃(конц.) + Ag → AgNO₃ + NO₂ + H₂O. Концентрированная кислота всегда даёт бурый газ. Ag + 2HNO₃(конц.) → AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O
• HNO₃(конц., хол.) + Fe → реакция не идёт (пассивация). Железо, алюминий и хром на холоде покрываются защитной плёнкой.
• Mg(NO₃)₂ + H₂ — не подходит: азотная кислота водорода не выделяет ни с одним металлом.
• Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O — не подходит: эта реакция пойдёт только при нагревании.

Ответ: 1236

Многоосновная кислота нейтрализуется ступенчато, и мольное соотношение прямо задаёт продукт. С хлоридом натрия фосфорная кислота не реагирует: она слабее соляной и вытеснить её не может.

• H₃PO₄ + NaOH (1 : 1) → NaH₂PO₄ + H₂O. Щёлочи хватает на один водород — дигидрофосфат. H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O
• H₃PO₄ + NaOH (1 : 2) → Na₂HPO₄ + H₂O. Замещаются два водорода — гидрофосфат. H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O
• H₃PO₄ + NaOH (1 : 3) → Na₃PO₄ + H₂O. Полная нейтрализация — средняя соль. H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O
• H₃PO₄ + NaCl → реакция не идёт. Более слабая кислота не вытесняет более сильную из её соли.
• Na₃PO₄ + HCl — не подходит: для этого фосфорная кислота должна была бы быть сильнее соляной.
• NaH₂PO₄ + HCl — не подходит: то же самое.

Ответ: 1236

Осадок может раствориться не только в кислоте, но и за счёт комплексообразования. Аммиак растворяет хлорид серебра и гидроксид меди(II), давая характерный ярко-синий раствор. А вот азотная кислота хлорид серебра не берёт — он нерастворим и в кислотах.

• AgCl + NH₃·H₂O(изб.) → [Ag(NH₃)₂]Cl + H₂O. Комплексообразование связывает ион Ag⁺ прочнее, чем осадок. AgCl + 2NH₃·H₂O → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O
• Cu(OH)₂ + NH₃·H₂O(изб.) → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + H₂O. Голубой осадок растворяется, раствор становится ярко-синим. Cu(OH)₂ + 4NH₃·H₂O → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O
• Zn(OH)₂ + NaOH(изб., р-р) → Na₂[Zn(OH)₄]. Амфотерный гидроксид растворяется в избытке щёлочи. Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]
• AgCl + HNO₃ → реакция не идёт. Хлорид серебра не растворяется даже в азотной кислоте — на этом основана проба на хлорид-ион.
• AgNO₃ + HCl — не подходит: это продукты невозможной обратной реакции.
• [Ag(NH₃)₂]NO₃ + H₂O — не подходит: такой комплекс получился бы из AgNO₃ с аммиаком, а не из AgCl с кислотой.

Ответ: 1234

Сульфид алюминия существует только в безводном виде и водой разлагается нацело. Растворимые сульфиды и сульфиды средней активности растворяются в соляной кислоте, а вот CuS настолько нерастворим, что кислота его не берёт.

• Al₂S₃ + H₂O → Al(OH)₃ + H₂S. Необратимый гидролиз: соль слабого основания и слабой кислоты. Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑
• Na₂S + HCl → NaCl + H₂S. Сильная кислота вытесняет слабую сероводородную. Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S↑
• CuS + HCl → реакция не идёт. Сульфид меди(II) нерастворим и в воде, и в разбавленных кислотах.
• FeS + HCl → FeCl₂ + H₂S. Сульфид железа(II) в кислоте растворяется — так получают сероводород в лаборатории. FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑
• CuCl₂ + H₂S — не подходит: растворения CuS в соляной кислоте не происходит.
• Al(OH)₃ + S — не подходит: степень окисления серы при гидролизе не меняется, свободная сера не выделяется.

Ответ: 1234

Железо(II) легко окисляется до железа(III), а железо(III) — умеренный окислитель, который сам восстанавливается обратно. Реакция FeCl₃ с металлическим железом — редкий случай конпропорционирования: обе формы сходятся в промежуточную.

• FeCl₂ + Cl₂ → FeCl₃. Хлор окисляет железо(II) до железа(III). 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃
• Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃. Именно поэтому зеленоватый осадок буреет на воздухе. 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃
• FeCl₃ + Fe → FeCl₂. Конпропорционирование: Fe³⁺ и Fe⁰ дают Fe²⁺. 2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂
• FeCl₃ + Cu → FeCl₂ + CuCl₂. Железо(III) окисляет медь — травление плат. 2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂
• FeCl₂ + Cl₂ — не подходит: это исходные вещества первой реакции, а не продукты.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1234

Хромат и дихромат переходят друг в друга при смене среды: кислота даёт оранжевый дихромат, щёлочь — жёлтый хромат. Степень окисления хрома при этом остаётся +6. А вот в реакции с сероводородом хром действительно восстанавливается до +3.

• K₂CrO₄ + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O. В кислой среде жёлтый хромат становится оранжевым дихроматом. 2K₂CrO₄ + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O
• K₂Cr₂O₇ + KOH → K₂CrO₄ + H₂O. В щелочной среде равновесие смещается обратно. K₂Cr₂O₇ + 2KOH → 2K₂CrO₄ + H₂O
• K₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O. Здесь уже настоящая ОВР: хром(VI) восстанавливается до зелёного хрома(III). K₂Cr₂O₇ + 3H₂S + 4H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3S↓ + K₂SO₄ + 7H₂O
• K₂CrO₄ + BaCl₂ → BaCrO₄ + KCl. Жёлтый осадок хромата бария — качественная реакция. K₂CrO₄ + BaCl₂ → BaCrO₄↓ + 2KCl
• Cr(OH)₃ + K₂SO₄ — не подходит: в кислой среде гидроксид хрома(III) не выпадает, он существует в виде соли.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1234

Оксид марганца(IV) окисляет хлорид-ион только в концентрированной кислоте и при нагревании — так хлор получают в лаборатории. С разбавленной соляной кислотой реакция не идёт, потому что окислительная способность MnO₂ для этого недостаточна.

• MnO₂ + HCl(конц.) →(t) → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O. Лабораторный способ получения хлора. MnO₂ + 4HCl(конц.) →(t) MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
• KMnO₄ →(t) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂. Разложение перманганата — лабораторный способ получения кислорода. 2KMnO₄ →(t) K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
• KMnO₄ + HCl(конц.) → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O. Перманганат — более сильный окислитель, реакция идёт без нагревания. 2KMnO₄ + 16HCl(конц.) → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O
• MnO₂ + HCl(разб.) → реакция не идёт. Разбавленная кислота недостаточно активна: для окисления Cl⁻ нужна высокая концентрация.
• MnCl₄ + H₂O — не подходит: хлорид марганца(IV) неустойчив и сразу распадается на MnCl₂ и Cl₂.
• MnCl₂ + H₂ — не подходит: водород в этих реакциях не выделяется — окисляется хлорид-ион.

Ответ: 1236

Реакция металла с водой зависит от его активности. Металлы до магния дают гидроксид и водород уже на холоде. Металлы от магния до водорода реагируют только с раскалённым паром и дают оксид. Металлы правее водорода с водой не реагируют вовсе.

• Na + H₂O → NaOH + H₂. Щелочной металл: бурная реакция на холоде. 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
• Ca + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. Щелочноземельный металл реагирует спокойнее, но тоже на холоде. Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑
• Fe + H₂O(пар) →(t) → Fe₃O₄ + H₂. Средняя активность: нужен раскалённый пар, продукт — оксид, а не гидроксид. 3Fe + 4H₂O →(t) Fe₃O₄ + 4H₂↑
• Cu + H₂O → реакция не идёт. Медь стоит правее водорода и вытеснить его из воды не может.
• CuO + H₂ — не подходит: медь с водяным паром не реагирует даже при нагревании.
• Cu(OH)₂ + H₂ — не подходит: тем более невозможно: гидроксид меди нерастворим и так не образуется.

Ответ: 1234

И сернистый газ, и пероксид водорода имеют промежуточные степени окисления, поэтому ведут себя двояко. SO₂ восстановитель с бромом, но окислитель с сероводородом. H₂O₂ окисляет иодид, но сам окисляется перманганатом с выделением кислорода.

• SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + HBr. Сера(+4) окисляется до (+6), бромная вода обесцвечивается. SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr
• SO₂ + H₂S → S + H₂O. Конпропорционирование: сера(+4) и сера(−2) сходятся в свободную серу. SO₂ + 2H₂S → 3S↓ + 2H₂O
• H₂O₂ + KI + H₂SO₄ → I₂ + K₂SO₄ + H₂O. Пероксид как окислитель: кислород(−1) переходит в (−2). H₂O₂ + 2KI + H₂SO₄ → I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O
• H₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → O₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O. Пероксид как восстановитель: кислород(−1) переходит в (0). 5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5O₂↑ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O
• H₂SO₃ + HBr — не подходит: бром окисляет серу до +6, останавливаться на сернистой кислоте реакция не будет.
• реакция не идёт — не подходит: все четыре реакции возможны.

Ответ: 1236

Кислые соли разлагаются легче средних: гидрокарбонаты переходят в карбонаты уже при кипячении. Карбонаты активных металлов, наоборот, термически устойчивы — сода при нагревании не разлагается, а карбонат кальция требует сильного прокаливания.

• NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O. Питьевая сода разлагается уже при слабом нагревании — отсюда её роль в выпечке. 2NaHCO₃ →(t) Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
• Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O. Разложение при кипячении даёт накипь. Ca(HCO₃)₂ →(t) CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O
• CaCO₃ → CaO + CO₂. Средняя соль разлагается только при сильном прокаливании. CaCO₃ →(t) CaO + CO₂↑
• Na₂CO₃ → не разлагается. Карбонаты щелочных металлов термически устойчивы и плавятся без разложения.
• Na₂O + CO₂ — не подходит: карбонат натрия при нагревании не разлагается.
• NaOH + CO₂ — не подходит: такой процесс невозможен: воде взяться неоткуда.

Ответ: 1234

Итоговая задача на алюминий: одно и то же вещество даёт три разных продукта в зависимости от условий. В растворе щёлочи получается гидроксокомплекс, при сплавлении без воды — метаалюминат, а холодная концентрированная азотная кислота вообще пассивирует металл.

• Al + NaOH(р-р) + H₂O → Na[Al(OH)₄] + H₂. В водном растворе алюминий переходит в тетрагидроксоалюминат. 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑
• Al + NaOH(сплавление) → NaAlO₂ + H₂. Без воды образуется безводный метаалюминат. 2Al + 2NaOH →(t) 2NaAlO₂ + H₂↑
• Al₂O₃ + NaOH(р-р) + H₂O → Na[Al(OH)₄]. Оксид водорода не даёт — окислять нечего, идёт обычное растворение амфотерного оксида. Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]
• Al + HNO₃(конц., хол.) → реакция не идёт (пассивация). Оксидная плёнка защищает металл — концентрированную HNO₃ возят в алюминиевых цистернах.
• Al(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O — не подходит: эта реакция пойдёт при нагревании, но не на холоде.
• Al(OH)₃ + Na₂O — не подходит: такие продукты в растворе щёлочи не образуются.