Установите соответствие между взаимодействующими веществами и типами реакции, протекающей между этими веществами: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВА: А) хлорид бария (р-р) и сульфат натрия (р-р); Б) аммиак (г) и соляная кислота; В) азот (г) и водород (г) ТИПЫ РЕАКЦИИ: 1) соединения, каталитическая; 2) обмена, необратимая; 3) соединения, гетерогенная; 4) обмена, окислительно-восстановительная.

Разберём каждую пару и подберём цифру по всем признакам, которые перечислены в вариантах ответа. А) хлорид бария (р-р) + сульфат натрия (р-р) — 2. \(BaCl_{2} + Na_{2}SO_{4} = BaSO_{4}\downarrow + 2NaCl\) Два сложных вещества обмениваются своими частями, значит это реакция обмена. Она идёт до конца (необратима), потому что один из продуктов — \(BaSO_{4}\) — практически нерастворимый осадок и уходит из раствора. Степени окисления всех элементов не меняются, поэтому реакция не окислительно-восстановительная, и вариант 4 не подходит: обмен ионами вообще не сопровождается переходом электронов. Остаётся 2. Б) аммиак (г.) + соляная кислота — 3. \(NH_{3} + HCl = NH_{4}Cl\) Из двух веществ получается одно — это реакция соединения. Реагенты находятся в разных фазах: аммиак газообразный, а соляная кислота — раствор, поэтому реакция гетерогенная (идёт на границе газ — жидкость). Катализатор здесь не нужен, реакция протекает сама, поэтому вариант 1 не годится. Остаётся 3. В) азот (г.) + водород (г.) — 1. \(N_{2} + 3H_{2} \rightleftarrows 2NH_{3}\) Из двух веществ образуется одно — снова соединение. Но оба реагента газы, то есть система однофазная, реакция гомогенная, и вариант 3 отпадает. Зато синтез аммиака в промышленности ведут только в присутствии катализатора (железо с добавками), без него скорость ничтожно мала, — значит реакция каталитическая. Остаётся 1. Ответ: 231.

Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые приведут к уменьшению скорости реакции между цинком и раствором серной кислоты. 1) понижение давления; 2) добавление воды; 3) увеличение концентрации кислоты; 4) измельчение цинка; 5) понижение температуры. Запишите номера выбранных ответов.

Цинк реагирует с раствором серной кислоты по уравнению \(Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow\). Скорость такой реакции зависит от концентрации кислоты, температуры и площади поверхности металла; давление на скорость не влияет, так как газообразных реагентов здесь нет (водород — только продукт). Уменьшат скорость реакции: 2) добавление воды — раствор разбавляется, концентрация \(H_{2}SO_{4}\) (а значит, и ионов \(H^{+}\)) падает, столкновений кислоты с поверхностью цинка становится меньше; 5) понижение температуры — уменьшается доля частиц с энергией, достаточной для реакции, поэтому по правилу Вант-Гоффа скорость снижается. Остальные воздействия скорость не уменьшают: понижение давления (1) для реакции без газообразных реагентов безразлично, увеличение концентрации кислоты (3) и измельчение цинка (4), увеличивающее площадь соприкосновения, наоборот, ускоряют реакцию. Ответ: 25

Установите соответствие между схемой превращения и формулами веществ, при взаимодействии которых это превращение происходит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЯ: А) Fe\(^0\)\(\xrightarrow{}\)Fe\(^{+2}\); Б) Fe\(^0\) \(\xrightarrow{}\) Fe\(^{+3}\); В) Fe\(^{+2}\) \(\xrightarrow{}\) Fe\(^{+2}\) ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ: 1) Fe и Cl2; 2) Fe(OH)2 и O2 (в присутствии H2O); 3) FeO и CO; 4) Fe и H2SO4 (разб.)

Определяем степень окисления железа до и после реакции в каждой паре веществ. А) Разбавленная серная кислота — окислитель за счёт \(H^{+}\), поэтому железо переходит только в степень окисления \(+2\): \(Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow\). Это вариант 4. Б) Хлор — сильный окислитель и переводит железо сразу в \(+3\): \(2Fe + 3Cl_{2} = 2FeCl_{3}\). Это вариант 1. В) Гидроксид железа(II) на воздухе окисляется кислородом, железо меняет степень окисления с \(+2\) на \(+3\): \(4Fe(OH)_{2} + O_{2} + 2H_{2}O = 4Fe(OH)_{3}\). Это вариант 2. Ответ: 412.

Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СОЛЬ: А) Mg(NO3)2; Б) Na2SO4; В) AgF ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) металл, кислород; 2) металл, галоген; 3) водород, кислород; 4) водород, галоген

Электролиз проводят в водном растворе соли на инертных электродах, поэтому в разряде участвуют не только ионы соли, но и вода. А) \(Mg(NO_{3})_{2}\) Катод: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) Анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Суммарно: \(2H_{2}O \overset{эл.ток}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) Б) \(Na_{2}SO_{4}\) Катод: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) Анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Суммарно: \(2H_{2}O \overset{эл.ток}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) В) \(AgF\) Катод: \(Ag^{+} + e^{-} \rightarrow Ag\) Анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Суммарно: \(4AgF + 2H_{2}O \overset{эл.ток}{\rightarrow} 4Ag + O_{2}\uparrow + 4HF\) На катоде всё решает активность металла. Ионы \(Mg^{2+}\) и \(Na^{+}\) стоят в начале ряда активности (левее алюминия включительно), из водного раствора они не восстанавливаются — вместо них разряжается вода и выделяется водород. Ионы \(Ag^{+}\) стоят правее водорода, поэтому восстанавливается сам катион и на катоде выделяется металл: \(Ag\). На аноде всё решает природа аниона. Кислородсодержащие анионы \(NO_{3}^{-}\) и \(SO_{4}^{2-}\) не окисляются: сера и азот в них уже в высшей степени окисления \((+6\) и \(+5)\), поэтому окисляется вода и выделяется кислород. Фторид-ион \(F^{-}\) — исключение среди галогенид-ионов: фтор самый электроотрицательный элемент, и окислить \(F^{-}\) до \(F_{2}\) в водном растворе нельзя. Поэтому у \(AgF\) на аноде тоже выделяется кислород, а не галоген (в отличие от \(AgCl\), \(AgBr\), \(AgI\)). Собираем пары продуктов: А) водород и кислород — вариант 3; Б) водород и кислород — вариант 3; В) металл и кислород — вариант 1. Ответ: 331

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) NH4NO3; 2) CH3COOK; 3) BaCl2; 4) RbOH. Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Смотрим на каждую соль и основание: кто их образовал — сильная или слабая часть. Именно это задаёт среду раствора. 1) \(NH_{4}NO_{3}\) — кислая среда. Соль образована слабым основанием \(NH_{3} \cdot H_{2}O\) и сильной кислотой \(HNO_{3}\), поэтому гидролиз идёт по катиону: \(NH_{4}^{+} + H_{2}O \rightleftarrows NH_{3} \cdot H_{2}O + H^{+}\). Избыток ионов \(H^{+}\) даёт \(pH < 7\). 3) \(BaCl_{2}\) — нейтральная среда. Соль образована сильным основанием \(Ba(OH)_{2}\) и сильной кислотой \(HCl\), гидролизу не подвергается: \(Ba^{2+} + H_{2}O \; \cancel{=} \;\) продукты. Раствор нейтральный, \(pH = 7\). 2) \(CH_{3}COOK\) — щелочная среда. Соль образована сильным основанием \(KOH\) и слабой кислотой \(CH_{3}COOH\), поэтому гидролиз идёт по аниону: \(CH_{3}COO^{-} + H_{2}O \rightleftarrows CH_{3}COOH + OH^{-}\). Появляется избыток \(OH^{-}\), значит \(pH > 7\). 4) \(RbOH\) — сильнощелочная среда. Это щёлочь, растворимое основание активного щелочного металла, которое в растворе диссоциирует полностью: \(RbOH \rightarrow Rb^{+} + OH^{-}\). Гидролиз здесь не рассматривается, а концентрация \(OH^{-}\) максимальна из всего перечня, поэтому и \(pH\) самый высокий. Ключевой момент сравнения 2 и 4: ацетат калия — соль, её гидролиз обратим и идёт лишь в малой степени, поэтому ионов \(OH^{-}\) образуется немного. Гидроксид рубидия при той же концентрации отдаёт \(OH^{-}\) полностью, поэтому щёлочь всегда «щелочнее» гидролизующейся соли. Выстраиваем по возрастанию \(pH\): кислая (1) \(\rightarrow\) нейтральная (3) \(\rightarrow\) слабощелочная (2) \(\rightarrow\) сильнощелочная (4). Ответ: 1324