Условие задачи

Установите соответствие между названием соли (левый столбец) и формулами веществ, с которыми она может взаимодействовать в водном растворе (правый столбец).A) сульфат натрияБ) хлорид железа (II)B) нитрат меди (II)Г) сульфид калия1) Pb(NO3)2, HCl2) Cl2, NaOH3) KOH, NaCl4) Fe, KOH5) HCl, KNO36) Ba(OH)2, SrCl2

Решение

Ниже приводится подробное рассуждение и решение задачи по неорганической химии (реакции обмена, осаждения, окислительно-восстановительные процессы, реакции с кислотами и основаниями).

Даны четыре соли (слева) и наборы реагентов (справа). Из них лишь для каждой соли выбирается тот набор, с которым она в водном растворе может вступить в химическую реакцию.

Мы вспомним, что при реакциях в растворе зачастую действуют следующие закономерности:
– Соли, содержащие сульфат-ионы (SO₄²–), могут давать нерастворимые сульфаты при взаимодействии с ионами тяжелых металлов (например, с Ba²⁺ или Sr²⁺).
– Соли с сульфид-ионами (S²–) реагируют с растворимыми солями тяжелых металлов (например, Pb²⁺), давая нерастворимые сульфиды, а при добавлении кислот выделяют H₂S.
– Соляные растворы, содержащие ионы переходных металлов, могут участвовать как в осаждениях (например, получение гидроксидов на основе щелочных растворов), так и в реакциях замещения (например, восстановление меди железом).
– Режим (кислотный или щелочной) и наличие окислителей определяют протекание окислительно-восстановительных реакций.

Разберём каждый пункт отдельно:

──────────────────────────────
1) Сульфат натрия, Na₂SO₄

Сульфат натрия содержит SO₄²–-ион, который при контакте с растворёнными ионами тяжелых металлов (например, Ba²⁺ или Sr²⁺) даёт нерастворимые сульфаты (BaSO₄, SrSO₄). В варианте 6 в правом столбце приведены Ba(OH)₂ и SrCl₂. При их присутствии в водном растворе будут ионы Ba²⁺ и Sr⁺², способные осадить сульфат-ионы. Таким образом, Na₂SO₄ может вступать в реакцию обмена с наборами Ba(OH)₂, SrCl₂.

Отсюда
Ответ для (А) – вариант 6.

──────────────────────────────
2) Хлорид железа (II), FeCl₂

FeCl₂ – это соль с железом в степени +2. При добавлении щёлочи (NaOH) FeCl₂ дает неустойчивый осадок гидроксида железа (II), который в присутствии окислителя может окислиться до железа (III). Набор реагентов в варианте 2 – Cl₂ и NaOH – позволяет реализовать окислительно-восстановительную реакцию: хлор (Cl₂) окисляет Fe(II) до Fe(III) в щелочной среде. Таким образом, FeCl₂ может реагировать с Cl₂ и NaOH.

Отсюда
Ответ для (Б) – вариант 2.

──────────────────────────────
3) Нитрат меди (II), Cu(NO₃)₂

Одним из классических опытов в неорганической химии является реакция восстановления меди (II) из ее солей при добавлении более активного металла. Здесь элемент железо (Fe) является таким восстановителем, так как по ряду реакций металл более активен и способен заменить медь из её соединения, сопровождаясь осаждением металлической меди. В варианте 4 приведены реагенты Fe и KOH. Хотя KOH может служить и для создания щелочной среды (что часто используется для выделения осадка гидроксида меди, но гидроксид меди тоже способен диспропорционировать), основной смысл здесь – реакция замещения: Fe + Cu(NO₃)₂ → Cu + Fe(NO₃)₂. Поэтому нитрат меди (II) взаимодействует с набором реагентов из варианта 4.

Отсюда
Ответ для (В) – вариант 4.

──────────────────────────────
4) Сульфид калия, K₂S

Соли, содержащие сульфид-ионы (S²–), активно реагируют с солями тяжелых металлов, в результате чего выпадает нерастворимый сульфид. Так, при добавлении солей, содержащих Pb²⁺, образуется нерастворимый сульфид свинца (PbS), обычно чёрного цвета. Помимо этого, S²– реагирует с кислотами (например HCl), при этом выделяется сероводород (H₂S). В варианте 1 приведены Pb(NO₃)₂ и HCl, что отвечает обоим путям реакции с S²–. Следовательно, K₂S может взаимодействовать с набором реагентов из варианта 1.

Отсюда
Ответ для (Г) – вариант 1.

──────────────────────────────
Таким образом, установлено соответствие:

А) сульфат натрия (Na₂SO₄) → 6) Ba(OH)₂, SrCl₂
Б) хлорид железа (II) (FeCl₂) → 2) Cl₂, NaOH
В) нитрат меди (II) (Cu(NO₃)₂) → 4) Fe, KOH
Г) сульфид калия (K₂S) → 1) Pb(NO₃)₂, HCl

Это решение использует типичные реакции осаждения, окислительно-восстановительные реакции и реакции с кислотами, характерные для неорганической химии в водном растворе.