← Ко всем заданиям
ЗАДАНИЕ 30 · Часть 2
Реакции ионного обмена — развёрнутый ответ
87 заданий этого типа — листайте и решайте прямо здесь
Вариант 079C5E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2KMnO4 + 16HCl(конц.) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Из перечня (концентрированная соляная кислота, оксид углерода(IV), перманганат калия, фосфат калия, нитрат железа(III)) окислительно-восстановительная реакция возможна между перманганатом калия (сильный окислитель, Mn+7) и концентрированной соляной кислотой (Cl- — восстановитель, а также кислота-среда). CO2, K3PO4 и Fe(NO3)3 в данных условиях в ОВР с этими веществами не вступают (Fe уже в высшей устойчивой для этого случая степени окисления +3, K3PO4 и CO2 не проявляют выраженных окислительных/восстановительных свойств друг к другу или к остальным веществам списка).
Уравнение: 2KMnO4 + 16HCl(конц.) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Проверка: K 2=2; Mn 2=2; Cl: слева 16, справа 2(KCl)+4(MnCl2)+10(5Cl2)=16; H: слева16=справа16; O: слева8=справа8. Баланс сходится.
Электронный баланс:
Mn+7 + 5e− → Mn+2 ×2 (получаем 10e−)
2Cl− − 2e− → Cl2⁰ ×5 (отдаём 10e−)
Окислитель — марганец +7 (в составе KMnO4), восстановитель — хлор −1 (в составе HCl, часть которого при этом окисляется до Cl2, а часть остаётся в виде хлорид-иона в солях KCl и MnCl2, играя роль среды).
Вариант 093F65
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Кислая соль — гидрофосфат натрия Na2HPO4, реагент — гидроксид бария Ba(OH)2.
Молекулярное уравнение: 2Na2HPO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + 4NaOH + 2H2O
Полное ионное уравнение: 4Na+ + 2HPO4^2- + 3Ba2+ + 6OH- = Ba3(PO4)2↓ + 4Na+ + 4OH- + 2H2O
Сокращённое ионное уравнение: 3Ba2+ + 2HPO4^2- + 2OH- = Ba3(PO4)2↓ + 2H2O
Из перечня (перманганат калия KMnO4, иодоводород HI, гидроксид бария Ba(OH)2, серная кислота H2SO4, сульфит аммония (NH4)2SO3, гидрофосфат натрия Na2HPO4) нужно найти кислую соль. Кислая соль — та, в которой есть незамещённый водород кислотного остатка. Единственная такая соль в списке — гидрофосфат натрия Na2HPO4 (produkт неполного замещения водорода в H3PO4).
Далее нужно найти вещество из оставшихся, которое вступает с Na2HPO4 в реакцию ионного обмена с образованием ОСАДКА:
— KMnO4: двойного обмена, дающего нерастворимый продукт, с Na2HPO4 нет (Na3PO4 и K3PO4/KMnO4 не образуют осадков в этой комбинации) — не подходит.
— HI: кислотно-основная реакция HI + Na2HPO4 → NaI + NaH2PO4, осадка нет — не подходит.
— H2SO4: аналогично, кислотно-основная реакция без осадка (Na2HPO4 + H2SO4 → NaHSO4 + NaH2PO4) — не подходит.
— Ba(OH)2: щёлочь нейтрализует оставшийся кислый водород гидрофосфата, высвобождая фосфат-ион, который с Ba2+ образует практически нерастворимый осадок Ba3(PO4)2 — подходит, реакция ионного обмена с образованием осадка.
Составляем уравнения: сначала нейтрализация HPO4^2- + OH- → PO4^3- + H2O, затем связывание 3Ba2+ + 2PO4^3- → Ba3(PO4)2↓. Итоговое молекулярное уравнение с сохранением баланса: 2Na2HPO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + 4NaOH + 2H2O. Записываем полное ионное уравнение (Ba(OH)2 и NaOH — сильные электролиты, полностью диссоциируют; Na2HPO4 диссоциирует на Na+ и HPO4^2-, сам гидрофосфат-ион как слабый электролит дальше не расщепляем; Ba3(PO4)2 — осадок, не диссоциирует). Сокращаем одинаковые ионы в обеих частях (4Na+ и 4OH- сокращаются), получаем сокращённое ионное уравнение: 3Ba2+ + 2HPO4^2- + 2OH- = Ba3(PO4)2↓ + 2H2O.
Вариант 126443
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: K2SiO3 + H2SO4 → H2SiO3↓ + K2SO4
Из перечня (дихромат натрия, серная кислота, иодид натрия, силикат калия, нитрат магния) нужно выбрать пару, между которой возможна реакция ИОННОГО ОБМЕНА (не окислительно-восстановительная, поэтому пару дихромат+иодид, несмотря на её химическую активность, не берём — там идёт ОВР, а не обмен). Серная кислота — сильная кислота, вытесняет из соли слабую и нерастворимую кремниевую кислоту из силиката калия: K2SiO3 + H2SO4 → H2SiO3↓ + K2SO4 (образуется студенистый осадок кремниевой кислоты). Полное ионное уравнение: 2K+ + SiO3^2- + 2H+ + SO4^2- → H2SiO3↓ + 2K+ + SO4^2-. Сокращённое ионное уравнение: SiO3^2- + 2H+ → H2SiO3↓.
Вариант 130014
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Cr2O3 + KClO3 + 4NaOH → 2Na2CrO4 + KCl + 2H2O
Перечень: хлорат калия (KClO3), гидроксид натрия (NaOH), сульфат алюминия (Al2(SO4)3), оксид хрома(III) (Cr2O3), оксид магния (MgO).
Анализ окислительно-восстановительных возможностей веществ: KClO3 — сильный окислитель за счёт хлора в степени окисления +5; Cr2O3 — амфотерный оксид, хром в степени окисления +3 может окисляться до +6 (в щелочной среде до хромата); NaOH — щелочная среда, необходимая для протекания и стабилизации продукта (хромата); Al2(SO4)3 и MgO — в этих условиях не проявляют выраженных окислительных или восстановительных свойств.
Следовательно, ОВР возможна между Cr2O3 (восстановитель) и KClO3 (окислитель) в присутствии NaOH (щелочная среда):
Cr2O3 + KClO3 + 4NaOH → 2Na2CrO4 + KCl + 2H2O
Электронный баланс:
Cr+3 − 3e⁻ → Cr+6 |×2 (окисление, восстановитель — Cr2O3, содержит 2 атома Cr)
Cl+5 + 6e⁻ → Cl−1 |×1 (восстановление, окислитель — KClO3)
Проверка баланса атомов: слева Cr2, K1, Cl1, Na4, O(3+3+4=10), H4; справа Na4, Cr2, O(8+2=10), K1, Cl1, H4 — баланс сходится.
Окислитель: KClO3 (хлор восстанавливается от +5 до −1).
Восстановитель: Cr2O3 (хром окисляется от +3 до +6).
Вариант 133639
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O; 2Al(OH)3 + 6H+ + 3SO4^2- = 2Al^3+ + 3SO4^2- + 6H2O; Al(OH)3 + 3H+ = Al^3+ + 3H2O
Из перечня (перманганат калия, фосфин, серная кислота, нитрат лития, гидроксид алюминия) реакция ионного обмена возможна между серной кислотой (сильная кислота) и гидроксидом алюминия (амфотерный, нерастворимый гидроксид) — это кислотно-основная реакция нейтрализации, протекающая без изменения степеней окисления, с образованием слабого электролита (воды).
Молекулярное уравнение: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
Полное ионное уравнение (Al(OH)3 — нерастворимое вещество, записывается в молекулярном виде; H2SO4 и Al2(SO4)3 — сильные электролиты, диссоциируют полностью):
2Al(OH)3 + 6H+ + 3SO4^2- = 2Al^3+ + 3SO4^2- + 6H2O
Сокращённое ионное уравнение (сокращаем одинаковые ионы SO4^2- в обеих частях, затем делим все коэффициенты на 2):
Al(OH)3 + 3H+ = Al^3+ + 3H2O
Вариант 1B243E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: (NH4)2SO3 + Cl2 + H2O = (NH4)2SO4 + 2HCl
Из перечня (перманганат калия KMnO4, гидроксид хрома(III) Cr(OH)3, хлор Cl2, сульфит аммония (NH4)2SO3, бромоводород HBr, гидроксид бария Ba(OH)2) нужно выбрать пару, ОВР между которой даёт соль и кислоту без осадка.
Проверка вариантов: KMnO4 + HBr даёт смесь солей (KBr, MnBr2) и Br2, но не кислоту — не подходит. KMnO4 + (NH4)2SO3 в отсутствие сильной кислоты восстанавливается до MnO2 (бурый осадок) — нарушает условие «без осадка». KMnO4 + Cr(OH)3 в щелочной среде также даёт осадок MnO2 — не подходит. Cl2 + Ba(OH)2 даёт только соли (без кислоты) — не подходит.
Cl2 + (NH4)2SO3: хлор — сильный окислитель, сульфит-ион (S+4) — восстановитель, окисляется до сульфата (S+6): (NH4)2SO3 + Cl2 + H2O = (NH4)2SO4 + 2HCl. Оба продукта растворимы, осадка нет — соль (NH4)2SO4 и кислота HCl. Подходит.
Электронный баланс:
S^+4 - 2e^- → S^+6 |1 (окисление, восстановитель — сульфит аммония (NH4)2SO3)
Cl2^0 + 2e^- → 2Cl^-1 |1 (восстановление, окислитель — хлор Cl2)
Проверка: N:2=2; S:1=1; O: слева 3(SO3)+1(H2O)=4, справа 4(SO4); H: слева 8(NH4)+2(H2O)=10, справа 8(NH4)+2(HCl)=10; Cl:2=2. Баланс сходится.
Окислитель — Cl2, восстановитель — (NH4)2SO3.
Вариант 1C01D4
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: фторид аммония NH4F и сульфат магния MgSO4.
Молекулярное уравнение: 2NH4F + MgSO4 = MgF2↓ + (NH4)2SO4
Полное ионное уравнение: 2NH4+ + 2F- + Mg2+ + SO4^2- = MgF2↓ + 2NH4+ + SO4^2-
Сокращённое ионное уравнение: Mg2+ + 2F- = MgF2↓
Из перечня (перманганат калия KMnO4, иодид калия KI, фторид аммония NH4F, ацетат натрия CH3COONa, сульфат магния MgSO4) нужно найти пару для реакции ИОННОГО ОБМЕНА (не окислительно-восстановительной!).
KMnO4+KI — это окислительно-восстановительная реакция (перманганат окисляет иодид), а не обмен — не подходит по условию задания.
Остальные комбинации солей (KI, ацетат натрия, MgSO4 между собой) не дают ни осадка, ни газа, ни слабого электролита — видимой реакции обмена нет.
Единственная подходящая пара — NH4F и MgSO4: фторид магния MgF2 является малорастворимым соединением (в отличие от большинства фторидов, фториды кальция, стронция, бария и магния практически нерастворимы в воде), поэтому происходит реакция обмена с образованием осадка: 2NH4F + MgSO4 = MgF2↓ + (NH4)2SO4.
В полном ионном уравнении сильные электролиты (NH4F и MgSO4 — растворимые соли) записываются в виде ионов, MgF2 как осадок — в молекулярном виде. Сокращая одинаковые ионы (NH4+ и SO4^2- остаются в обеих частях без изменений — спектаторы), получаем сокращённое ионное уравнение: Mg2+ + 2F- = MgF2↓.
Вариант 1E6FFD
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Al(NO3)3 + 3KHCO3 = Al(OH)3↓ + 3KNO3 + 3CO2↑
Из перечня (нитрат алюминия, бром, нитрат бария, оксид серы(IV), гидроксид хрома(III), гидрокарбонат калия) нужно найти пару для реакции ионного обмена с одновременным образованием осадка и выделением газа.
Al(NO3)3 и KHCO3 — классический случай совместного (взаимного усиления) гидролиза: катион Al3+ гидролизуется по катиону с образованием H+, эти ионы H+ немедленно связываются гидрокарбонат-анионом HCO3^- с выделением угольной кислоты, разлагающейся на CO2 и H2O; в результате гидролиз обеих солей идёт необратимо и полностью до образования нерастворимого Al(OH)3.
Молекулярное уравнение: Al(NO3)3 + 3KHCO3 = Al(OH)3↓ + 3KNO3 + 3CO2↑
Полное ионное: Al^3+ + 3NO3^- + 3K^+ + 3HCO3^- = Al(OH)3↓ + 3K^+ + 3NO3^- + 3CO2↑ + (учитывается, что вода не образуется отдельно — весь водород HCO3^- переходит в Al(OH)3)
Сокращённое ионное: Al^3+ + 3HCO3^- = Al(OH)3↓ + 3CO2↑
Проверка баланса сокращённого уравнения: Al:1=1; H: слева 3(из HCO3^-), справа 3(в Al(OH)3); C:3=3; O: слева 3×3=9, справа 3(Al(OH)3)+3×2(CO2)=9; заряд: слева +3+3×(-1)=0, справа 0. Баланс сходится.
Остальные пары не подходят: Ba(NO3)2 с KHCO3 не реагируют (Ba(HCO3)2 растворим); Cr(OH)3 нерастворим и практически не реагирует со слабым основанием KHCO3; Br2 и SO2 — не реагенты ионного обмена (это окислительно-восстановительные реагенты).
Вариант 1EFE31
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: NaH2PO4 + 2NaOH = Na3PO4 + 2H2O
Из перечня (сернистый газ SO2, гидроксид натрия NaOH, пероксид натрия Na2O2, фосфин PH3, аммиак NH3, дигидрофосфат натрия NaH2PO4) кислой солью является NaH2PO4 (дигидрофосфат натрия).
При взаимодействии с достаточным количеством щёлочи NaOH кислая соль полностью нейтрализуется до средней (нормальной) соли — ортофосфата натрия:
Молекулярное уравнение: NaH2PO4 + 2NaOH = Na3PO4 + 2H2O
Полное ионное: Na^+ + H2PO4^- + 2Na^+ + 2OH^- = 3Na^+ + PO4^3- + 2H2O
Сокращённое ионное: H2PO4^- + 2OH^- = PO4^3- + 2H2O
Проверка: заряд слева -1+2×(-1)=-3, справа -3; H: слева 2+2=4, справа 2×2=4; O: слева 4+2=6, справа 4+2=6; P:1=1. Баланс сходится.
Это типичная реакция ионного обмена (нейтрализация кислой соли щёлочью), приводящая к образованию средней соли Na3PO4.
Вариант 26595E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: ZnF2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaF
Перечень: гипохлорит натрия (NaClO), гидроксид натрия (NaOH), фторид цинка (ZnF2), оксид хрома(III) (Cr2O3), оксид кремния (SiO2).
Среди пар веществ реакция ионного обмена (с образованием осадка) возможна между гидроксидом натрия и фторидом цинка: катион Zn2+ образует с гидроксид-ионами нерастворимый гидроксид цинка.
Молекулярное уравнение: ZnF2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaF
Полное ионное уравнение: Zn2+ + 2F− + 2Na+ + 2OH− → Zn(OH)2↓ + 2Na+ + 2F−
Сокращённое ионное уравнение: Zn2+ + 2OH− → Zn(OH)2↓
(Остальные пары веществ из перечня — гипохлорит натрия и щёлочь, оксиды хрома(III)/кремния с солями — не дают реакции ионного обмена: либо нет общей движущей силы реакции, либо взаимодействие оксидов с щёлочью представляет собой не ионный обмен, а реакцию с амфотерным/кислотным оксидом, требующую сплавления.)
Вариант 29369D
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Сульфат аммония и ацетат бария: (NH4)2SO4 + Ba(CH3COO)2 = BaSO4↓ + 2CH3COONH4
Из перечня (сульфат аммония, хлороводород, оксид фосфора(V), оксид марганца(IV), ацетат бария) реакция ионного обмена возможна между сульфатом аммония и ацетатом бария — образуется нерастворимый сульфат бария (видимый признак — осадок), реакция идёт до конца.
Молекулярное уравнение: (NH4)2SO4 + Ba(CH3COO)2 = BaSO4↓ + 2CH3COONH4
Полное ионное: 2NH4⁺ + SO4²⁻ + Ba²⁺ + 2CH3COO⁻ = BaSO4↓ + 2NH4⁺ + 2CH3COO⁻
Сокращённое ионное: Ba²⁺ + SO4²⁻ = BaSO4↓
(Оксиды P2O5 и MnO2 в реакции ионного обмена между собой или с другими веществами перечня не вступают в рамках этого задания — они здесь дистракторы.)
Вариант 2BE7E0
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Cr2O3 + 3KClO + 4KOH = 2K2CrO4 + 3KCl + 2H2O
Из перечня (гипохлорит калия KClO, гидроксид калия KOH, сульфат железа(III) Fe2(SO4)3, оксид хрома(III) Cr2O3, оксид магния MgO) нужно найти пару, между которой возможна ОВР.
MgO не проявляет окислительно-восстановительных свойств (Mg только +2). Fe2(SO4)3 содержит Fe3+, которое само по себе слабый окислитель, но подходящего восстановителя в списке для него нет (KClO и KOH не восстановители). KClO содержит хлор в промежуточной степени окисления +1 — сильный окислитель в присутствии подходящего восстановителя.
Cr2O3 содержит хром(+3) — промежуточная степень окисления, может окисляться до хромата Cr(+6) в щелочной среде под действием сильного окислителя. Гипохлорит калия KClO как раз выступает окислителем, а гидроксид калия KOH создаёт нужную щелочную среду (окислительное сплавление/растворение амфотерного оксида в присутствии окислителя):
Cr2O3 + 3KClO + 4KOH = 2K2CrO4 + 3KCl + 2H2O
Электронный баланс:
Cr^+3 - 3e^- → Cr^+6 |2 (окисление, восстановитель — Cr2O3)
Cl^+1 + 2e^- → Cl^-1 |3 (восстановление, окислитель — KClO)
Проверка: Cr:2=2; Cl:3=3; K: слева 3+4=7, справа 4+3=7; O: слева 3+3+4=10, справа 8+2=10; H: слева 4, справа 4. Баланс сходится.
Окислитель — KClO, восстановитель — Cr2O3, среда — KOH.
Вариант 2F874E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: серная кислота H2SO4 и гидроксид железа(III) Fe(OH)3.
Молекулярное уравнение: 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O
Полное ионное уравнение: 2Fe(OH)3 + 6H+ + 3SO4^2- = 2Fe3+ + 3SO4^2- + 6H2O
Сокращённое ионное уравнение: Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
Из перечня (перманганат калия KMnO4, фосфин PH3, серная кислота H2SO4, нитрат лития LiNO3, гидроксид железа(III) Fe(OH)3) нужно найти пару для реакции ИОННОГО ОБМЕНА (не редокс).
KMnO4+PH3 — окислительно-восстановительная реакция, не обмен, не подходит по условию. LiNO3 не образует видимых продуктов ни с одним из веществ перечня (нет обменных реакций). KMnO4 и LiNO3 инертны к Fe(OH)3.
Остаётся классическая реакция растворения нерастворимого основания в кислоте: Fe(OH)3 (амфотерный/слабоосновный нерастворимый гидроксид) реагирует с серной кислотой — обменная реакция, осадок растворяется: 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O.
В полном ионном уравнении Fe(OH)3 (нерастворимое вещество) записывается в молекулярном виде, H2SO4 и Fe2(SO4)3 (сильные электролиты) — в виде ионов. Сокращая одинаковые ионы SO4^2- с обеих сторон и разделив коэффициенты на 2, получаем сокращённое ионное уравнение: Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O.
Вариант 319B6D
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Фосфат калия и нитрат железа(III): K3PO4 + Fe(NO3)3 = FePO4↓ + 3KNO3
Из перечня (конц. соляная кислота, CO2, перманганат калия, фосфат калия, нитрат железа(III)) реакция ионного обмена возможна между фосфатом калия и нитратом железа(III) — образуется нерастворимый фосфат железа(III).
Молекулярное: K3PO4 + Fe(NO3)3 = FePO4↓ + 3KNO3
Полное ионное: 3K⁺ + PO4³⁻ + Fe³⁺ + 3NO3⁻ = FePO4↓ + 3K⁺ + 3NO3⁻
Сокращённое ионное: Fe³⁺ + PO4³⁻ = FePO4↓
Вариант 3466F9
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Ba(HCO3)2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KHCO3
Из перечня (гидрокарбонат бария Ba(HCO3)2, сульфат калия K2SO4, оксид меди(I) Cu2O, оксид марганца(IV) MnO2, гидроксид калия KOH, серная кислота H2SO4) нужно найти два вещества ОДНОГО класса, реакция ионного обмена между которыми даёт осадок без выделения газа.
Оксиды (Cu2O, MnO2) в реакции ионного обмена между собой не вступают (нерастворимы, нет ионного обмена). Кислота (H2SO4) и основание (KOH) — вещества разных классов между собой, а с солями поодиночке взятые не дают пару "одного класса".
Берём два вещества одного класса — соли: Ba(HCO3)2 (кислая соль) и K2SO4 (средняя соль реагируют по классу "соли"): при их взаимодействии сульфат-ион связывает катион бария в нерастворимый осадок BaSO4, а гидрокарбонат-ион остаётся в растворе (газ не выделяется, так как нет источника избыточной кислоты для разложения HCO3^-):
Молекулярное уравнение: Ba(HCO3)2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KHCO3
Полное ионное: Ba^2+ + 2HCO3^- + 2K^+ + SO4^2- = BaSO4↓ + 2K^+ + 2HCO3^-
Сокращённое ионное: Ba^2+ + SO4^2- = BaSO4↓
Осадок BaSO4 образуется, газа нет — условие выполнено.
Вариант 347E14
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Кислая соль — гидрокарбонат калия (KHCO3); реагирует с нитратом алюминия: Al(NO3)3 + 3KHCO3 → Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3KNO3
Среди перечня (гидрокарбонат калия, нитрат алюминия, оксид фосфора(V), азотная кислота, сульфид меди(II), гидроксид бария) кислой солью является гидрокарбонат калия KHCO3. По условию нужно найти вещество, при взаимодействии с которым в реакции ионного обмена одновременно образуются ОСАДОК и ГАЗ. Нитрат алюминия Al(NO3)3 — соль слабого основания (катион Al3+ сильно гидролизуется). При смешивании растворов KHCO3 и Al(NO3)3 происходит взаимное усиление гидролиза (необратимая совместная реакция): катион Al3+ и анион HCO3- взаимно усиливают гидролиз друг друга до конца, образуя нерастворимый гидроксид алюминия (осадок) и углекислый газ. Молекулярное уравнение: Al(NO3)3 + 3KHCO3 → Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3KNO3. Полное ионное уравнение: Al3+ + 3NO3- + 3K+ + 3HCO3- → Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K+ + 3NO3-. Сокращённое ионное уравнение: Al3+ + 3HCO3- → Al(OH)3↓ + 3CO2↑.
Вариант 35AAE9
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2KMnO4 + 3K2S + 4H2O → 2MnO2↓ + 3S↓ + 8KOH; окислитель — KMnO4 (Mn+7→Mn+4, +3e-), восстановитель — K2S (S-2→S0, −2e-)
Среди перечня (перманганат калия, сульфид калия, ацетат магния, фосфат калия, гидроксид алюминия) окислительно-восстановительная реакция возможна между перманганатом калия (сильный окислитель, Mn в степени окисления +7) и сульфидом калия (содержит сульфид-ион S2-, сильный восстановитель, сера в степени окисления −2). В нейтральной/слабощелочной среде (без добавления кислоты) перманганат восстанавливается до оксида марганца(IV) — MnO2 (бурый осадок), а сульфид-ион окисляется до свободной серы. Электронный баланс: Mn+7 + 3e- → Mn+4 (окислитель, восстанавливается) — коэффициент 2; S-2 − 2e- → S0 (восстановитель, окисляется) — коэффициент 3 (НОК электронов = 6). Уравнение: 2KMnO4 + 3K2S + 4H2O → 2MnO2↓ + 3S↓ + 8KOH. Проверка баланса: K: 2+6=8 слева, 8 справа; Mn:2=2; S:3=3; O: 8+4=12 слева, 4+8=12 справа; H:8=8. Уравнение сбалансировано.
Вариант 3F1AA0
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O + CO2↑; 2CH3COOH + 2Na+ + CO3^2- = 2CH3COO- + 2Na+ + H2O + CO2↑; 2CH3COOH + CO3^2- = 2CH3COO- + H2O + CO2↑
Из перечня (уксусная кислота, сульфат лития, перманганат натрия, карбонат натрия, серная кислота, иодид магния) единственный слабый электролит — уксусная кислота (CH3COOH), все остальные соли и серная кислота — сильные электролиты.
Для образования газа при реакции ионного обмена слабый электролит (уксусная кислота) должен вытеснить более слабую и летучую угольную кислоту из соли — карбоната натрия:
Молекулярное уравнение: 2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O + CO2↑
Полное ионное уравнение (уксусная кислота — слабый электролит, записывается в молекулярном виде; карбонат натрия и ацетат натрия — сильные электролиты, диссоциируют):
2CH3COOH + 2Na+ + CO3^2- = 2CH3COO- + 2Na+ + H2O + CO2↑
Сокращённое ионное уравнение (сокращаем ионы Na+, спектаторы):
2CH3COOH + CO3^2- = 2CH3COO- + H2O + CO2↑
Вариант 40EA10
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: MnO2 + 4HCl(конц.) → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O; окислитель — MnO2 (Mn+4→Mn+2, +2e-), восстановитель — HCl (2Cl- - 2e- → Cl2, только часть хлорид-ионов окисляется)
Среди перечня (концентрированная соляная кислота, оксид фосфора(V), оксид марганца(IV), фторид аммония, нитрат кальция) окислительно-восстановительная реакция возможна между концентрированной соляной кислотой и оксидом марганца(IV) — классический лабораторный способ получения хлора: MnO2 + 4HCl(конц.) →(t°) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O. Электронный баланс: Mn+4 + 2e- → Mn+2 (окислитель, восстанавливается); 2Cl- − 2e- → Cl2 (восстановитель, окисляется; при этом ещё 2 из 4 моль HCl не участвуют в окислительно-восстановительном процессе, а лишь образуют соль MnCl2). Оксид фосфора(V), фторид аммония и нитрат кальция с данными веществами в ОВР не вступают (реакции с их участием либо не идут, либо являются обменными/кислотно-основными, не окислительно-восстановительными).
Вариант 42F446
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Na2Cr2O7 + 6NaI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4Na2SO4 + 7H2O
Из перечня (дихромат натрия Na2Cr2O7, серная кислота H2SO4, иодид натрия NaI, силикат калия K2SiO3, нитрат магния Mg(NO3)2) выбираем пару для ОВР.
Дихромат-ион Cr2O7^2- (Cr в степени окисления +6) — сильный окислитель в кислой среде, иодид-ион I^- — восстановитель (легко окисляется до I2). Серная кислота создаёт нужную кислую среду.
Электронный баланс:
2Cr^+6 + 6e^- → 2Cr^+3 |1 (восстановление, окислитель — Na2Cr2O7)
2I^- - 2e^- → I2 |3 (окисление, восстановитель — NaI)
Уравнение: Na2Cr2O7 + 6NaI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4Na2SO4 + 7H2O
Проверка: Na: слева 2+6=8, справа 4×2=8; Cr:2=2; I:6=6; S:7=7 (3 в Cr2(SO4)3 + 4 в Na2SO4); O: слева 7+28=35, справа 12+16+7=35; H: слева 14, справа 14. Баланс сходится.
K2SiO3 и Mg(NO3)2 в реакции не участвуют — не проявляют окислительно-восстановительных свойств в данных условиях.
Вариант 435523
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 5Na2SO4 + 8H2O
Из перечня (хромат натрия Na2CrO4, бромид натрия NaBr, фторид калия KF, серная кислота H2SO4, нитрат магния Mg(NO3)2) выбираем пару для ОВР.
Хромат-ион CrO4^2- (Cr +6) в кислой среде — сильный окислитель (в кислой среде хромат переходит в дихромат и далее реагирует аналогично), бромид-ион Br^- — восстановитель, окисляется до Br2. Фторид-ион F^- практически не окисляется хроматом (самый устойчивый к окислению галогенид-ион), поэтому KF не подходит.
Электронный баланс (в пересчёте на хромат-ион в кислой среде):
2Cr^+6 + 6e^- → 2Cr^+3 |1 (восстановление, окислитель — Na2CrO4)
2Br^- - 2e^- → Br2 |3 (окисление, восстановитель — NaBr)
Уравнение: 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 5Na2SO4 + 8H2O
Проверка: Na: слева 4+6=10, справа 5×2=10; Cr:2=2; Br:6=6; S:8=8 (3+5); O: слева 8+32=40, справа 12+20+8=40; H: слева 16, справа 16. Баланс сходится.
KF и Mg(NO3)2 в реакции не участвуют.
Вариант 45FA57
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Реакция между гидроксидом калия и сульфатом железа(III): Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4
Из перечня (гипохлорит калия, гидроксид калия, сульфат железа(III), оксид хрома(III), оксид магния) реакция ионного обмена возможна между гидроксидом калия и сульфатом железа(III): образуется нерастворимый осадок гидроксида железа(III), что обеспечивает необратимость реакции. Оксиды (Cr2O3, MgO) в приведённых условиях (без указания на сплавление или добавление кислоты) в реакцию обмена с другими веществами перечня не вступают; гипохлорит калия с гидроксидом калия не реагирует. Молекулярное уравнение: Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4. Полное ионное уравнение: 2Fe3+ + 3SO4^2- + 6K+ + 6OH- = 2Fe(OH)3↓ + 6K+ + 3SO4^2-. Сокращённое ионное уравнение (после сокращения ионов-спектаторов K+ и SO4^2-): Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓.
Вариант 468F31
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: гидросульфат калия KHSO4 и ацетат бария Ba(CH3COO)2.
Молекулярное уравнение: Ba(CH3COO)2 + 2KHSO4 = BaSO4↓ + K2SO4 + 2CH3COOH
Полное ионное уравнение: Ba2+ + 2CH3COO- + 2K+ + 2H+ + 2SO4^2- = BaSO4↓ + 2K+ + SO4^2- + 2CH3COOH
Сокращённое ионное уравнение: Ba2+ + 2CH3COO- + 2H+ + SO4^2- = BaSO4↓ + 2CH3COOH
Из перечня (бромоводородная кислота HBr, нитрат серебра AgNO3, перманганат калия KMnO4, графит C, гидросульфат калия KHSO4, ацетат бария Ba(CH3COO)2) нужно найти пару, дающую БЕЛЫЙ осадок в реакции обмена.
HBr+AgNO3 даёт осадок AgBr, но он не белый, а бледно-жёлтый (кремовый) по стандартной классификации растворимости — не подходит под критерий "белый".
Графит и KMnO4 не образуют классической реакции обмена с осадком.
Верный вариант: гидросульфат калия KHSO4 (в растворе полностью диссоциирует как K+, H+ и SO4^2-) реагирует с ацетатом бария — сульфат-ион связывает барий в нерастворимый БЕЛЫЙ осадок BaSO4, а освободившийся H+ связывается с ацетат-ионом, образуя слабую уксусную кислоту: Ba(CH3COO)2 + 2KHSO4 = BaSO4↓ + K2SO4 + 2CH3COOH.
В полном ионном уравнении сильные электролиты записываются в виде ионов, слабый электролит CH3COOH и осадок BaSO4 — в молекулярном виде. Сокращая одинаковые ионы (K+ и часть SO4^2-, остающаяся в растворе как K2SO4), получаем сокращённое ионное уравнение.
Вариант 47BCF1
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Кислая соль — гидрокарбонат магния Mg(HCO3)2; реагирует с серной кислотой: Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2↑
Среди перечня (гидрокарбонат магния, сульфит калия, сульфат железа(II), дихромат калия, фосфат кальция, серная кислота) кислой солью является гидрокарбонат магния Mg(HCO3)2. Нужно найти вещество, реагирующее с ним по типу ионного обмена БЕЗ образования осадка. Серная кислота (сильная кислота) вытесняет из гидрокарбоната слабую и летучую угольную кислоту, распадающуюся на CO2 и воду; образующийся сульфат магния растворим — осадка нет, только выделение газа: Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2↑. (С сульфитом калия образовался бы нерастворимый MgSO3 — осадок, что не подходит по условию.) Полное ионное уравнение: Mg2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO4^2- → Mg2+ + SO4^2- + 2H2O + 2CO2↑. Сокращённое ионное уравнение: HCO3- + H+ → H2O + CO2↑.
Вариант 4D4779
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2Na2CrO4 + 3NaNO2 + 5H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + 2Na2SO4 + 5H2O; окислитель — Na2CrO4 (Cr+6→Cr+3, +3e- на атом), восстановитель — NaNO2 (N+3→N+5, −2e- на атом)
Среди перечня (хромат натрия, серная кислота, гидрокарбонат магния, оксид фосфора(V), нитрит натрия) окислительно-восстановительная реакция возможна между хроматом натрия (окислитель, Cr в степени окисления +6, в кислой среде — сильный окислитель) и нитритом натрия (восстановитель, N в степени окисления +3, легко окисляется до нитрата). Серная кислота обеспечивает кислую среду, необходимую для проявления окислительных свойств хромата. Электронный баланс: Cr+6 + 3e- → Cr+3 (окислитель, коэффициент 2, всего 6e-); N+3 − 2e- → N+5 (восстановитель, коэффициент 3, всего 6e-). Уравнение: 2Na2CrO4 + 3NaNO2 + 5H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + 2Na2SO4 + 5H2O. Проверка: Na: 2×2+3=7 слева, 3+2×2=7 справа; S: 5=3+2; Cr:2=2; N:3=3; O и H сбалансированы. Оксид фосфора(V) и гидрокарбонат магния в ОВР с данными веществами не вступают.
Вариант 52DFD3
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2↑
Перечень: хромат натрия (Na2CrO4), серная кислота (H2SO4), гидрокарбонат магния (Mg(HCO3)2), оксид фосфора(V) (P2O5), нитрит натрия (NaNO2).
Реакция ионного обмена возможна между серной кислотой и гидрокарбонатом магния — сильная кислота вытесняет слабую угольную кислоту из её кислой соли, происходит разложение образующейся H2CO3 с выделением углекислого газа:
Молекулярное уравнение: Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2↑
Полное ионное уравнение: Mg2+ + 2HCO3− + 2H+ + SO4^2− → Mg2+ + SO4^2− + 2H2O + 2CO2↑
Сокращённое ионное уравнение: HCO3− + H+ → H2O + CO2↑
Вариант 53968E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: (NH4)2CO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + H2O + CO2↑
Из перечня (фтороводород, карбонат аммония, сульфат железа(II), дихромат калия, серная кислота) реакция ионного обмена возможна между карбонатом аммония и серной кислотой: более сильная кислота вытесняет слабую угольную кислоту из карбоната, которая распадается на воду и CO2 — необратимая реакция за счёт выделения газа. Молекулярное уравнение: (NH4)2CO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+CO2↑. Полное ионное уравнение: 2NH4++CO3^2-+2H++SO4^2-=2NH4++SO4^2-+H2O+CO2↑. Сокращённое ионное уравнение: CO3^2-+2H+=H2O+CO2↑.
Вариант 58A194
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Cr2O3 + 3H2O2 + 4KOH → 2K2CrO4 + 5H2O; окислитель — H2O2 (O-1→O-2, +1e- на атом кислорода), восстановитель — Cr2O3 (Cr+3→Cr+6, −3e- на атом)
Среди перечня (пероксид водорода, гидроксид калия, оксид хрома(III), фосфат серебра, сульфат аммония) окислительно-восстановительная реакция возможна между оксидом хрома(III) (амфотерный оксид, растворяется в избытке щёлочи) и пероксидом водорода (окислитель в щелочной среде) в присутствии гидроксида калия. Cr3+ окисляется до жёлтого хромат-иона CrO4^2- — классическая реакция, характерная цветовая реакция (переход в жёлтый цвет). Электронный баланс: Cr+3 − 3e- → Cr+6 (восстановитель, коэффициент 1, на 2 атома Cr — 6e-); O(-1) + 1e- → O(-2) (окислитель, на молекулу H2O2 — 2e-, коэффициент 3 — всего 6e-). Уравнение: Cr2O3 + 3H2O2 + 4KOH → 2K2CrO4 + 5H2O. Проверка: Cr:2=2; K:4=4; O: 3+6+4=13 слева, 8+5=13 справа; H:6+4=10 слева, 10 справа.
Вариант 59F9C6
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Фторид серебра и иодид калия: AgF + KI = AgI↓ + KF
Из перечня (перманганат калия, иодид калия, фторид серебра, нитрат аммония, ацетат магния) реакция ионного обмена возможна между AgF и KI — образуется нерастворимый иодид серебра.
Молекулярное: AgF + KI = AgI↓ + KF
Полное ионное: Ag⁺ + F⁻ + K⁺ + I⁻ = AgI↓ + K⁺ + F⁻
Сокращённое ионное: Ag⁺ + I⁻ = AgI↓
Вариант 5D5792
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑ (пример; исходный перечень веществ отсутствует в тексте задания)
В тексте задания, полученном при сборе данных, отсутствует сам перечень веществ, из которого нужно выбирать (после фразы «Из предложенного перечня выберите вещества...» перечень не приведён) — вероятно, потеря текста преамбулы при извлечении со страницы ФИПИ.
В качестве иллюстрации приведён стандартный пример реакции ионного обмена, сопровождающейся выделением газа — взаимодействие карбоната натрия с соляной кислотой:
Молекулярное уравнение: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
Полное ионное уравнение: 2Na+ + CO3^2− + 2H+ + 2Cl− → 2Na+ + 2Cl− + H2O + CO2↑
Сокращённое ионное уравнение: CO3^2− + 2H+ → H2O + CO2↑
Уверенность ниже обычной — исходный перечень веществ отсутствует в извлечённом тексте задания, рекомендуется проверить вручную по оригиналу на сайте ФИПИ и подставить реально указанные вещества.
Вариант 620ADB
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Сульфит калия и дихромат калия (в присутствии серной кислоты): 3K2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O
Из перечня (сульфит калия, дихромат калия, серная кислота, гидроксид хрома(III), оксид кремния) ОВР возможна между сульфитом калия (восстановитель, S⁺⁴) и дихроматом калия (окислитель, Cr⁺⁶) в кислой среде (создаётся серной кислотой).
Электронный баланс: S⁺⁴−2ē→S⁺⁶ (окисление, ×3); 2Cr⁺⁶+6ē→2Cr⁺³ (восстановление, ×1).
Уравнение: 3K2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O.
Проверка: K слева 6+2=8, справа 4·2=8✓; S слева 3+4=7, справа 4+3=7✓; Cr слева2, справа2✓; O слева 9+7+16=32, справа 16+12+4=32✓; H слева8, справа8✓.
Окислитель — K2Cr2O7, восстановитель — K2SO3.
Вариант 62E8D7
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: MnO2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + I2 + 2H2O
Из перечня (иодид калия, серная кислота, гидроксид алюминия, оксид марганца(IV), нитрат магния) окислительно-восстановительная реакция возможна между оксидом марганца(IV) (окислитель, Mn+4) и иодидом калия (восстановитель, I-) в кислой среде (серная кислота): MnO2+2KI+2H2SO4=MnSO4+K2SO4+I2+2H2O. Электронный баланс: Mn+4+2e-→Mn+2 (окислитель, восстановление), коэффициент 1; 2I--2e-→I2 (восстановитель, окисление), коэффициент 1 (на 2 иона). Общее число электронов, отданных и принятых, равно 2. Окислитель — MnO2 (Mn+4), восстановитель — KI (I-1).
Вариант 64DCA6
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: S + 6HNO3(конц.) →(t°) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O; окислитель — HNO3 (N+5→N+4, +1e- на атом), восстановитель — S (S0→S+6, −6e- на атом)
Среди перечня (сера, концентрированная азотная кислота, оксид углерода(IV), фторид серебра, ацетат кальция) окислительно-восстановительная реакция возможна между серой (восстановитель, S0) и концентрированной азотной кислотой (окислитель, N+5) — классическая реакция окисления серы до серной кислоты: S + 6HNO3(конц.) →(t°) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O. Электронный баланс: S0 − 6e- → S+6 (восстановитель, коэффициент 1); N+5 + 1e- → N+4 (окислитель, коэффициент 6). Оксид углерода(IV), фторид серебра и ацетат кальция в ОВР с данными веществами не вступают.
Вариант 653D10
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: (NH4)2CO3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 + H2O + CO2↑
Перечень: дихромат калия, серная кислота, карбонат аммония, оксид кремния, нитрит калия.
Реакция ионного обмена возможна между серной кислотой и карбонатом аммония — сильная кислота вытесняет слабую угольную кислоту, которая разлагается с выделением углекислого газа:
Молекулярное уравнение: (NH4)2CO3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 + H2O + CO2↑
Полное ионное уравнение: 2NH4+ + CO3^2− + 2H+ + SO4^2− → 2NH4+ + SO4^2− + H2O + CO2↑
Сокращённое ионное уравнение: CO3^2− + 2H+ → H2O + CO2↑
Вариант 666B8F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Fe(CH3COO)2 + K2S = FeS↓ + 2CH3COOK
Из перечня (нитрат бария, сульфид калия K2S, соляная кислота, нитрит натрия, перманганат калия, ацетат железа(II) Fe(CH3COO)2) нужно найти пару для реакции ионного обмена с образованием осадка.
K2S + Fe(CH3COO)2: сульфид-ион связывает катион железа(II) в нерастворимый чёрный осадок FeS.
Молекулярное уравнение: Fe(CH3COO)2 + K2S = FeS↓ + 2CH3COOK
Полное ионное: Fe^2+ + 2CH3COO^- + 2K^+ + S^2- = FeS↓ + 2K^+ + 2CH3COO^-
Сокращённое ионное: Fe^2+ + S^2- = FeS↓
Проверка других комбинаций: Ba(NO3)2 + K2S не даёт осадка (BaS растворим); K2S + HCl даёт газ H2S, а не осадок; NaNO2 + HCl не даёт осадка. Значит, верная пара — K2S и Fe(CH3COO)2.
Вариант 6B2020
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2Fe(OH)2 + H2O2 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O; окислитель — H2O2 (O-1→O-2, +1e- на атом кислорода), восстановитель — Fe(OH)2 (Fe+2→Fe+3, −1e- на атом)
Среди перечня (пероксид водорода, гидроксид железа(II), перманганат калия, дигидрофосфат магния, серная кислота, гидроксид калия) нужна ОВР без выделения газа, дающая ТОЛЬКО ОДНУ соль и воду. Гидроксид железа(II) (Fe2+, восстановитель) окисляется пероксидом водорода (окислитель) в присутствии серной кислоты (создаёт кислую среду и одновременно является источником сульфат-иона для единственной образующейся соли — сульфата железа(III)): 2Fe(OH)2 + H2O2 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O. Электронный баланс: Fe+2 − 1e- → Fe+3 (восстановитель, коэффициент 2, всего 2e-); O(-1) + 1e- → O(-2) (окислитель, в молекуле H2O2 два атома О, всего 2e- на молекулу, коэффициент 1). Реакция KMnO4+H2O2 в этом случае не подходит, так как сопровождается выделением газа O2.
Вариант 6D8E60
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2NH3 + 3Na2O2 = N2↑ + 6NaOH
Перечень: сернистый газ, гидроксид натрия, пероксид натрия, фосфин, аммиак, дигидрофосфат натрия.
Пероксид натрия Na2O2 — сильный окислитель (кислород в степени окисления −1). Аммиак NH3 — восстановитель (азот −3), при окислении умеренными окислителями азот аммиака окисляется до свободного азота N2 (газ), а не до более высоких степеней окисления (в отличие от фосфина, окисление которого до фосфата не сопровождается выделением газа).
Уравнение: 2NH3 + 3Na2O2 = N2↑ + 6NaOH
Проверка баланса: слева N2,H6,Na6,O6; справа N2 + 6NaOH(Na6,O6,H6) — сходится.
Электронный баланс:
2N−3 − 6e⁻ → N2⁰ (окисление, ×1)
O2^2− (2×O−1) + 2e⁻ → 2O2− (восстановление, ×3, чтобы принять все 6 электронов)
Окислитель: Na2O2 (кислород восстанавливается от −1 до −2).
Восстановитель: NH3 (азот окисляется от −3 до 0).
Продукты точно соответствуют условию: N2 — выделяющийся газ, NaOH — образующаяся щёлочь.
Вариант 6EFEFD
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Вещества: дигидрофосфат магния Mg(H2PO4)2 и гидроксид калия KOH. Молекулярное уравнение: Mg(H2PO4)2 + 2KOH = MgHPO4↓ + K2HPO4 + 2H2O. Полное ионное: Mg2+ + 2H2PO4− + 2K+ + 2OH− = MgHPO4↓ + 2K+ + HPO4(2-) + 2H2O. Сокращённое ионное: Mg2+ + 2H2PO4− + 2OH− = MgHPO4↓ + HPO4(2-) + 2H2O
Из перечня (пероксид водорода, гидроксид железа(II), перманганат калия, дигидрофосфат магния, серная кислота, гидроксид калия) выбираем пару, дающую при ионном обмене осадок (не растворение, а именно образование нового осадка).
Дигидрофосфат магния Mg(H2PO4)2 — растворимая соль (дигидрофосфаты большинства металлов растворимы, в отличие от средних фосфатов), при взаимодействии со щёлочью KOH происходит частичная нейтрализация кислых остатков H2PO4− до HPO4(2-); при этом гидрофосфат магния MgHPO4 (в отличие от дигидрофосфата) нерастворим и выпадает в осадок, а избыточный фосфат остаётся в растворе в виде растворимого K2HPO4.
Молекулярное уравнение: Mg(H2PO4)2 + 2KOH = MgHPO4↓ + K2HPO4 + 2H2O.
Проверка баланса: Mg 1=1; P 2=1+1; K 2=2; H: слева 4(из 2H2PO4)+2(KOH)=6, справа 1(MgHPO4)+1(K2HPO4)+4(2H2O)=6 ✓; O: слева 8+2=10, справа 4+4+2=10 ✓.
Полное ионное (Mg(H2PO4)2 и KOH — сильные электролиты, диссоциируют; MgHPO4 — осадок; K2HPO4 — растворимая соль, диссоциирует): Mg2+ + 2H2PO4− + 2K+ + 2OH− = MgHPO4↓ + 2K+ + HPO4(2-) + 2H2O.
Сокращённое ионное (убираем ион-спектатор K+): Mg2+ + 2H2PO4− + 2OH− = MgHPO4↓ + HPO4(2-) + 2H2O.
Вариант 6F15A9
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Сульфид калия и серная кислота: K2S + H2SO4 = K2SO4 + H2S↑
Из перечня (нитрат аммония, дихромат калия, серная кислота, сульфид калия, фторид магния) реакция ионного обмена возможна между K2S и H2SO4 — сильная кислота вытесняет слабую летучую H2S.
Молекулярное: K2S + H2SO4 = K2SO4 + H2S↑
Полное ионное: 2K⁺+S²⁻+2H⁺+SO4²⁻=2K⁺+SO4²⁻+H2S↑
Сокращённое ионное: S²⁻+2H⁺=H2S↑
Вариант 74C767
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Вещества: перманганат калия KMnO4 (окислитель) и бромоводородная кислота HBr (восстановитель). Уравнение: 2KMnO4 + 16HBr = 2KBr + 2MnBr2 + 5Br2 + 8H2O. Электронный баланс: Mn(+7) + 5e- → Mn(+2) | ×2; 2Br(-1) - 2e- → Br2 | ×5
Из перечня (бромоводородная кислота, нитрат серебра, перманганат калия, графит, гидросульфат калия, ацетат бария) выбираем пару, дающую при окислительно-восстановительной реакции ПРОСТОЕ вещество.
Перманганат калия KMnO4 — сильный окислитель, бромоводородная кислота HBr — источник легко окисляемого бромид-иона (восстановитель). В избытке HBr марганец восстанавливается до Mn2+ (MnBr2), а бромид-ион окисляется до свободного брома Br2 (простое вещество).
Электронный баланс: Mn(+7) + 5ē → Mn(+2), ×2 (десять электронов принято); 2Br(-1) − 2ē → Br2, ×5 (десять электронов отдано) — баланс сходится.
Уравнение: 2KMnO4 + 16HBr = 2KBr + 2MnBr2 + 5Br2 + 8H2O.
Проверка: K 2=2; Mn 2=2; O 8=8; H 16=16; Br: слева 16, справа 2(KBr)+4(2MnBr2)+10(5Br2)=16 ✓.
Окислитель — KMnO4, восстановитель — HBr; образующееся простое вещество — Br2 (бром).
Вариант 750784
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
Из перечня (хлорат калия, гидроксид натрия NaOH, сульфат алюминия Al2(SO4)3, оксид хрома(III), оксид магния) для реакции ионного обмена подходит пара NaOH и Al2(SO4)3 (при недостатке щёлочи, чтобы не растворить амфотерный осадок избытком).
Молекулярное уравнение: Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
Полное ионное: 2Al^3+ + 3SO4^2- + 6Na^+ + 6OH^- = 2Al(OH)3↓ + 6Na^+ + 3SO4^2-
Сокращённое ионное: Al^3+ + 3OH^- = Al(OH)3↓
Остальные вещества (KClO3, оксиды Cr2O3 и MgO) в реакциях ионного обмена в данном наборе не участвуют — оксиды нерастворимы, а хлорат для типичного обмена не подходит.
Вариант 75D53E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Нитрат цинка и гидроксид калия: Zn(NO3)2 + 2KOH = Zn(OH)2↓ + 2KNO3
Из перечня (нитрат цинка, сульфит натрия, бром, гидроксид калия, оксид меди(II)) реакция ионного обмена возможна между Zn(NO3)2 и KOH — образуется нерастворимый гидроксид цинка.
Молекулярное: Zn(NO3)2 + 2KOH = Zn(OH)2↓ + 2KNO3
Полное ионное: Zn²⁺+2NO3⁻+2K⁺+2OH⁻=Zn(OH)2↓+2K⁺+2NO3⁻
Сокращённое ионное: Zn²⁺+2OH⁻=Zn(OH)2↓
Вариант 777F8F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2KMnO4 + 6KI + 4H2O = 2MnO2↓ + 3I2 + 8KOH
Из перечня (перманганат калия, иодид калия, фторид серебра, нитрат аммония, ацетат магния) окислительно-восстановительная реакция возможна между перманганатом калия (окислитель, Mn+7) и иодидом калия (восстановитель, I-). Поскольку в перечне нет кислоты (в отличие от аналогичных задач с H2SO4), реакция протекает в нейтральной среде, где перманганат восстанавливается до диоксида марганца (не до Mn2+): 2KMnO4+6KI+4H2O=2MnO2↓+3I2+8KOH. Электронный баланс: Mn+7+3e-→Mn+4 (окислитель, восстановление), коэффициент 2 (итого 6 электронов принято); 2I--2e-→I2 (восстановитель, окисление), коэффициент 3 пары (итого 6 электронов отдано). Окислитель — KMnO4 (Mn+7), восстановитель — KI (I-1).
Вариант 793A4A
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: сероводород H2S и нитрат меди(II) Cu(NO3)2.
Молекулярное уравнение: H2S + Cu(NO3)2 = CuS↓ + 2HNO3
Полное ионное уравнение: H2S + Cu2+ + 2NO3- = CuS↓ + 2H+ + 2NO3-
Сокращённое ионное уравнение: H2S + Cu2+ = CuS↓ + 2H+
Из перечня (сероводород H2S, концентрированная азотная кислота HNO3, сульфат алюминия Al2(SO4)3, оксид фосфора(V) P2O5, нитрат меди(II) Cu(NO3)2) нужно найти пару для реакции ИОННОГО ОБМЕНА.
HNO3 с P2O5 не реагируют характерным обменным образом (оба кислотной природы). Al2(SO4)3 с HNO3 или H2S не дают выраженных обменных реакций (сульфид алюминия неустойчив в водном растворе).
Верная пара: сероводород H2S (слабая кислота) реагирует с нитратом меди(II) — благодаря КРАЙНЕ низкой растворимости сульфида меди CuS (одного из самых нерастворимых сульфидов), реакция обмена протекает даже с таким слабым электролитом, как H2S: H2S + Cu(NO3)2 = CuS↓ + 2HNO3.
В полном ионном уравнении Cu(NO3)2 и образующаяся HNO3 (сильные электролиты) записываются в виде ионов, а H2S (слабый электролит) и CuS (осадок) — в молекулярном виде. Сокращая одинаковые ионы NO3- с обеих сторон, получаем сокращённое ионное уравнение: H2S + Cu2+ = CuS↓ + 2H+.
Вариант 7A51D5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Cr2O3 + 3NaClO + 4NaOH → 2Na2CrO4 + 3NaCl + 2H2O; окислитель — NaClO (Cl+1→Cl-1, +2e- на атом), восстановитель — Cr2O3 (Cr+3→Cr+6, −3e- на атом)
Среди перечня (гипохлорит натрия, гидроксид натрия, фторид цинка, оксид хрома(III), оксид кремния) окислительно-восстановительная реакция возможна между оксидом хрома(III) (амфотерный оксид, растворяется в избытке щёлочи с образованием гидроксокомплекса) и гипохлоритом натрия (окислитель, Cl+1) в присутствии гидроксида натрия — классическая реакция окисления Cr3+ до жёлтого хромат-иона: Cr2O3 + 3NaClO + 4NaOH → 2Na2CrO4 + 3NaCl + 2H2O. Электронный баланс: Cr+3 − 3e- → Cr+6 (восстановитель, на 2 атома — 6e-); Cl+1 + 2e- → Cl-1 (окислитель, коэффициент 3 — всего 6e-). Проверка: Na: 3+4=7 слева, 4+3=7 справа; Cl:3=3; Cr:2=2; O и H сбалансированы.
Вариант 7BE04F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Cu2O + 3H2SO4(конц.) →(t°) 2CuSO4 + SO2↑ + 3H2O; окислитель — H2SO4 (S+6→S+4, +2e- на атом), восстановитель — Cu2O (Cu+1→Cu+2, −1e- на атом)
Среди перечня (гидрокарбонат бария, сульфат калия, оксид меди(I), оксид марганца(IV), гидроксид калия, серная кислота) окислительно-восстановительная реакция с выделением газа возможна между оксидом меди(I) (Cu находится в неустойчивой степени окисления +1, восстановитель) и горячей концентрированной серной кислотой (окислитель за счёт серы +6): Cu2O + 3H2SO4(конц.) →(t°) 2CuSO4 + SO2↑ + 3H2O. Электронный баланс: Cu+1 − 1e- → Cu+2 (восстановитель, на 2 атома меди в Cu2O — 2e-); S+6 + 2e- → S+4 (окислитель, коэффициент 1 — 2e-). Газ SO2 выделяется. Реакция гидрокарбоната бария с серной кислотой (ионный обмен с осаждением BaSO4 и выделением CO2) не является окислительно-восстановительной.
Вариант 7F26A8
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: K2Cr2O7 + 3KNO2 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3KNO3 + K2SO4 + 4H2O
Из перечня (дихромат калия, серная кислота, карбонат аммония, оксид кремния, нитрит калия) окислительно-восстановительная реакция возможна между дихроматом калия (сильный окислитель, Cr+6) и нитритом калия (восстановитель, N+3 может окисляться до N+5) в кислой среде, создаваемой серной кислотой.
Уравнение: K2Cr2O7 + 3KNO2 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3KNO3 + K2SO4 + 4H2O
Проверка: K: слева2+3=5, справа3(KNO3)+2(K2SO4)=5; Cr2=2; N3=3; S: слева4, справа3(Cr2(SO4)3)+1(K2SO4)=4; O: слева7+6+16=29, справа12+9+4+4=29; H: слева8, справа8 — сходится.
Электронный баланс:
Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O (Cr+6→Cr+3, ×1, принимает 6e−)
NO2- - 2e- → NO3- (N+3→N+5, ×3, отдаёт 2e− каждый, всего 6e−)
Окислитель — хром +6 (в составе K2Cr2O7), восстановитель — азот +3 (в составе KNO2). (Карбонат аммония и оксид кремния в ОВР с данными веществами не вступают — дистракторы.)
Вариант 7F5865
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: фторид аммония NH4F и нитрат кальция Ca(NO3)2.
Молекулярное уравнение: 2NH4F + Ca(NO3)2 = CaF2↓ + 2NH4NO3
Полное ионное уравнение: 2NH4+ + 2F- + Ca2+ + 2NO3- = CaF2↓ + 2NH4+ + 2NO3-
Сокращённое ионное уравнение: Ca2+ + 2F- = CaF2↓
Из перечня (концентрированная соляная кислота HCl, оксид фосфора(V) P2O5, оксид марганца(IV) MnO2, фторид аммония NH4F, нитрат кальция Ca(NO3)2) нужно найти пару для реакции ИОННОГО ОБМЕНА (не редокс — реакция HCl(конц.)+MnO2, дающая хлор, является окислительно-восстановительной, и по условию не подходит).
Верная пара: фторид аммония и нитрат кальция — фторид кальция CaF2 является малорастворимым соединением (в отличие от большинства фторидов, фториды щёлочноземельных металлов практически нерастворимы), поэтому происходит реакция обмена с образованием осадка: 2NH4F + Ca(NO3)2 = CaF2↓ + 2NH4NO3.
В полном ионном уравнении сильные электролиты (NH4F, Ca(NO3)2, NH4NO3 — растворимые) записываются в виде ионов, CaF2 (осадок) — в молекулярном виде. Сокращая одинаковые ионы (NH4+ и NO3-) с обеих сторон, получаем сокращённое ионное уравнение: Ca2+ + 2F- = CaF2↓.
Вариант 805BD4
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: K2Cr2O7 + 3K2S + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S↓ + 4K2SO4 + 7H2O
Из перечня (нитрат аммония, дихромат калия, серная кислота, сульфид калия, фторид магния) окислительно-восстановительная реакция возможна между дихроматом калия (сильный окислитель, Cr+6) и сульфидом калия (восстановитель, S-2) в кислой среде (серная кислота).
Уравнение: K2Cr2O7 + 3K2S + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S↓ + 4K2SO4 + 7H2O
Проверка: K: слева2+6=8, справа4×2=8; Cr2=2; S: слева3+7=10, справа3+3+4=10; O: слева7+28=35, справа12+16+7=35; H14=14 — сходится.
Электронный баланс:
Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O (×1, принимает 6e−)
S2- − 2e- → S0 (×3, отдаёт 2e− каждый, всего 6e−)
Окислитель — хром +6 (в составе K2Cr2O7), восстановитель — сера −2 (в составе K2S). (Нитрат аммония и фторид магния в ОВР с данными веществами не вступают — дистракторы.)
Вариант 825822
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Перманганат натрия и нитрит натрия (в присутствии NaOH): 2NaMnO4 + NaNO2 + 2NaOH = 2Na2MnO4 + NaNO3 + H2O
Из перечня (гидрокарбонат магния, гидроксид натрия, перманганат натрия, серная кислота, нитрит натрия, гидрокарбонат бария) редокс-пара — перманганат (окислитель, Mn⁺⁷) и нитрит (восстановитель, N⁺³), реакция идёт в присутствии щёлочи NaOH (сильнощелочная среда — характерный признак: перманганат восстанавливается только до манганата K2MnO4-подобного зелёного соединения Na2MnO4, а не до бурого MnO2).
Электронный баланс: Mn⁺⁷+1ē→Mn⁺⁶ (окислитель NaMnO4, ×2); N⁺³−2ē→N⁺⁵ (восстановитель NaNO2, ×1).
Уравнение: 2NaMnO4 + NaNO2 + 2NaOH = 2Na2MnO4 + NaNO3 + H2O.
Проверка: Na слева 2+1+2=5, справа 2·2+1=5✓; Mn 2=2✓; N 1=1✓; O слева 8+2+2=12, справа 8+3+1=12✓; H слева2, справа2✓.
Раствор Na2MnO4 — зелёного цвета, осадок не образуется (все продукты растворимы).
Вариант 82F0F6
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Нужна реакция ОВР, дающая ТРИ соли, из перечня (гидрокарбонат магния, сульфит калия, сульфат железа(II), дихромат калия, фосфат кальция, серная кислота).
Дихромат калия (окислитель, Cr+6) окисляет сульфат железа(II) (восстановитель, Fe+2) в кислой среде (серная кислота), давая ТРИ соли: сульфат хрома(III), сульфат железа(III) и сульфат калия.
Уравнение: K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Проверка: K2=2; Cr2=2; Fe6=6; S: слева6+7=13, справа3+9+1=13; O: слева7+24+28=59, справа12+36+4+7=59; H14=14 — сходится.
Электронный баланс:
Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O (×1, принимает 6e−)
Fe2+ − 1e- → Fe3+ (×6, отдаёт 1e− каждый, всего 6e−)
Окислитель — хром +6 (K2Cr2O7), восстановитель — железо +2 (FeSO4). Образуются три соли: Cr2(SO4)3, Fe2(SO4)3, K2SO4.
Вариант 8698F5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 8HI + H2SO4(конц.) = 4I2↓ + H2S↑ + 4H2O
Из перечня (перманганат калия, иодоводород HI, гидроксид бария, серная кислота H2SO4, сульфит аммония, гидрофосфат натрия) нужно найти пару, где ОВР даёт простое вещество и газ, а окислитель восстанавливается до низшей возможной степени окисления.
HI — один из сильнейших восстановителей среди галогеноводородов, способен восстановить серу концентрированной серной кислоты вплоть до низшей степени окисления серы (-2, в H2S), при этом сам иодид окисляется до простого вещества I2:
8HI + H2SO4(конц.) = 4I2↓ + H2S↑ + 4H2O
Электронный баланс:
S^+6 + 8e^- → S^-2 |1 (восстановление, окислитель — H2SO4, сера восстанавливается до низшей степени окисления -2)
2I^- - 2e^- → I2 |4 (окисление, восстановитель — HI)
Проверка: H: слева 8+2=10, справа 2+4×2=10; I:8=8; S:1=1; O:4=4. Баланс сходится.
Продукты: простое вещество I2 и газ H2S — оба условия задачи выполнены.
Вариант 8750A5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Сульфат аммония и гидроксид калия: (NH4)2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2NH3·H2O
Из перечня (сульфат аммония, гидроксид калия, перманганат калия, нитрит калия, оксид меди(II)) реакция ионного обмена возможна между (NH4)2SO4 и KOH — соль аммония со щёлочью выделяет слабый электролит (гидрат аммиака) / аммиак.
Молекулярное: (NH4)2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2NH3·H2O
Полное ионное: 2NH4⁺+SO4²⁻+2K⁺+2OH⁻=2K⁺+SO4²⁻+2NH3·H2O
Сокращённое ионное: NH4⁺+OH⁻=NH3·H2O
Вариант 895119
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: сероводород H2S и нитрат серебра AgNO3.
Молекулярное уравнение: H2S + 2AgNO3 = Ag2S↓ + 2HNO3
Полное ионное уравнение: H2S + 2Ag+ + 2NO3- = Ag2S↓ + 2H+ + 2NO3-
Сокращённое ионное уравнение: H2S + 2Ag+ = Ag2S↓ + 2H+
Из перечня (гидроксид магния Mg(OH)2, сероводород H2S, нитрат серебра AgNO3, дихромат натрия Na2Cr2O7, серная кислота H2SO4) нужно найти пару для реакции ИОННОГО ОБМЕНА.
Верная пара: сероводород и нитрат серебра — сульфид серебра Ag2S является одним из самых нерастворимых соединений (крайне малое Ksp), поэтому реакция протекает даже со слабым электролитом H2S: H2S + 2AgNO3 = Ag2S↓ + 2HNO3.
В полном ионном уравнении сильные электролиты (AgNO3, образующаяся HNO3) записываются в виде ионов, слабый электролит H2S и осадок Ag2S — в молекулярном виде. Сокращая одинаковые ионы NO3- с обеих сторон, получаем сокращённое ионное уравнение: H2S + 2Ag+ = Ag2S↓ + 2H+.
Вариант 8D47E5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 3Ag2S + 8HNO3(разб.) = 6AgNO3 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
Из перечня (сульфид серебра(I) Ag2S, азотная кислота HNO3, сульфат аммония, ацетат стронция, нитрат железа(III)) выбираем пару для ОВР.
Ag2S содержит сульфид-ион S2- (низшая степень окисления серы, сильный восстановитель); разбавленная азотная кислота — окислитель, восстанавливается до NO.
Электронный баланс:
S^-2 - 2e^- → S^0 |3 (окисление, восстановитель — Ag2S)
N^+5 + 3e^- → N^+2 |2 (восстановление, окислитель — HNO3)
Уравнение: 3Ag2S + 8HNO3(разб.) = 6AgNO3 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
Проверка: Ag:6=6; S:3=3; N: слева8, справа 6+2=8; O: слева24, справа 18+2+4=24; H: слева8, справа8. Баланс сходится.
(NH4)2SO4, Sr(CH3COO)2 и Fe(NO3)3 в реакции не участвуют — не проявляют подходящих окислительно-восстановительных свойств для этой пары.
Вариант 9317E8
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 3CuS + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O. Электронный баланс: S(-2) - 2e- → S(0) (восстановитель, ×3); N(+5) + 3e- → N(+2) (окислитель, ×2). Окислитель — азотная кислота, восстановитель — сульфид меди(II). Раствор Cu(NO3)2 окрашен в голубой цвет.
Из перечня (гидрокарбонат калия, нитрат алюминия, оксид фосфора(V), азотная кислота, сульфид меди(II), гидроксид бария) нужна пара, ОВР между которыми даёт ОКРАШЕННЫЙ раствор. Сульфид меди(II) CuS не растворяется в обычных кислотах, но реагирует с разбавленной азотной кислотой как с окислителем: сера окисляется от -2 до 0 (выпадает в осадок как элементарная сера), а азот восстанавливается от +5 до +2 (в NO), при этом медь(II) переходит в раствор в виде Cu(NO3)2, придавая раствору характерную голубую окраску. Уравнение: 3CuS + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O. Проверка баланса: Cu:3=3, S:3=3, N: слева 8, справа 6(в Cu(NO3)2)+2(NO)=8, H:8=8(4H2O), O: слева 24, справа 18+2+4=24 — сбалансировано.
Вариант 9EC97B
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Молекулярное: Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2↑. Полное ионное: Mg2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO4^2- → Mg2+ + SO4^2- + 2H2O + 2CO2↑. Сокращённое ионное: HCO3- + H+ → H2O + CO2↑
Нужна реакция ионного обмена (без изменения степеней окисления) между двумя веществами из перечня, дающая ГАЗ, но БЕЗ осадка.
Рассматриваем гидрокарбонат магния и серную кислоту: сильная кислота вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту из кислой соли, та мгновенно распадается на воду и CO2:
Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2↑
Важно выбрать именно ГИДРОКАРБОНАТ МАГНИЯ, а не гидрокарбонат бария: MgSO4 — растворимая соль (осадка нет), тогда как аналогичная реакция с Ba(HCO3)2 дала бы нерастворимый BaSO4↓ (осадок), что противоречит условию задачи «без осадка».
Полное ионное уравнение (MgSO4 — сильный электролит, полностью диссоциирует; угольная кислота сразу распадается на CO2 и H2O):
Mg2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO4^2- → Mg2+ + SO4^2- + 2H2O + 2CO2↑
Сокращённое ионное уравнение (сокращаем ионы-наблюдатели Mg2+ и SO4^2-, а также делим на 2):
HCO3- + H+ → H2O + CO2↑
Вариант A278A3
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Mg(NO2)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2HNO2
Из перечня (ацетат бария, нитрит магния, сульфат железа(II), хромат калия, гидроксид меди(II), серная кислота) реакция ионного обмена без видимых признаков возможна между нитритом магния и серной кислотой: более сильная кислота вытесняет слабую азотистую кислоту из нитрита, при этом HNO2 остаётся в растворе без немедленного видимого разложения на газ (в отличие, например, от карбонатов, дающих видимое выделение CO2) — классический пример реакции без видимых признаков в школьной программе. Остальные пары дают видимые эффекты: ацетат бария/хромат калия с серной кислотой или друг с другом дают осадки (BaSO4, BaCrO4), гидроксид меди(II) с кислотой — видимое растворение голубого осадка. Молекулярное уравнение: Mg(NO2)2+H2SO4=MgSO4+2HNO2. Полное ионное уравнение: Mg2++2NO2-+2H++SO4^2-=Mg2++SO4^2-+2HNO2. Сокращённое ионное уравнение: 2NO2-+2H+=2HNO2 (или NO2-+H+=HNO2).
Вариант A34136
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH = 2K2CrO4 + 8H2O
Из перечня (пероксид водорода H2O2, сульфид цинка, гидроксид калия KOH, гидроксид хрома(III) Cr(OH)3, сульфат аммония, хлорид бария) нужно найти пару, ОВР между которой даёт раствор жёлтого цвета.
Гидроксид хрома(III) в щелочной среде окисляется пероксидом водорода до хромат-иона CrO4^2- (жёлтая окраска раствора K2CrO4):
Электронный баланс:
Cr^+3 - 3e^- → Cr^+6 |2 (окисление, восстановитель — Cr(OH)3)
O2^2- (в H2O2) + 2e^- → 2O^2- |3 (восстановление, окислитель — H2O2)
Уравнение: 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH = 2K2CrO4 + 8H2O
Проверка: Cr:2=2; K:4=4; O: слева 6+6+4=16, справа 8+8=16; H: слева 6+6+4=16, справа 16. Баланс сходится.
K2CrO4 (хромат калия) — соединение жёлтого цвета, что соответствует условию задачи.
Вариант A65DEE
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Хлорид хрома(III) и гипохлорит калия (в присутствии KOH): 2CrCl3 + 3KClO + 10KOH = 2K2CrO4 + 9KCl + 5H2O
Из перечня (гипохлорит калия, гидроксид калия, ацетат аммония, хлорид хрома(III), оксид серебра(I)) редокс-пара — CrCl3 (восстановитель, Cr⁺³) и KClO (окислитель, Cl⁺¹), реакция идёт в присутствии щёлочи KOH (аналогично классическому окислению соединений хрома(III) до хромата в щелочной среде).
Электронный баланс: Cr⁺³−3ē→Cr⁺⁶ (окисление, восстановитель CrCl3, ×2); Cl⁺¹+2ē→Cl⁻¹ (восстановление, окислитель KClO, ×3).
Уравнение: 2CrCl3 + 3KClO + 10KOH = 2K2CrO4 + 9KCl + 5H2O.
Проверка: Cr2=2✓; Cl слева6+3=9,справа9✓; K слева3+10=13,справа4+9=13✓; O слева3+10=13,справа8+5=13✓; H слева10,справа10✓.
Вариант A898D5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2KF + H2SO4 → K2SO4 + 2HF↑
Перечень: хромат натрия, бромид натрия, фторид калия, серная кислота, нитрат магния.
Реакция ионного обмена возможна между серной кислотой и фторидом калия — сильная кислота вытесняет слабую (и летучую) плавиковую кислоту из её соли:
Молекулярное уравнение: 2KF + H2SO4 → K2SO4 + 2HF↑
Полное ионное уравнение: 2K+ + 2F− + 2H+ + SO4^2− → 2K+ + SO4^2− + 2HF↑
Сокращённое ионное уравнение: F− + H+ → HF (или 2F−+2H+→2HF)
Вариант AA8E2E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Молекулярное: K2SO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + SO2↑. Полное ионное: 2K+ + SO3^2- + 2H+ + SO4^2- → 2K+ + SO4^2- + H2O + SO2↑. Сокращённое ионное: SO3^2- + 2H+ → H2O + SO2↑
Из перечня (сульфит калия, дихромат калия, серная кислота, гидроксид хрома(III), оксид кремния) ищем пару для РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА (без изменения степеней окисления, в отличие от ОВР между дихроматом и восстановителями).
Берём сульфит калия и серную кислоту: сильная серная кислота вытесняет слабую неустойчивую сернистую кислоту H2SO3 из соли, та сразу распадается на воду и сернистый газ:
K2SO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + SO2↑
Это классическая обменная реакция (степени окисления серы не меняются: +4 в SO3^2- и в SO2, +6 в H2SO4 и в K2SO4).
Полное ионное уравнение (K2SO4 и H2SO4 — сильные электролиты, диссоциируют полностью; H2SO3 неустойчива, сразу распадается):
2K+ + SO3^2- + 2H+ + SO4^2- → 2K+ + SO4^2- + H2O + SO2↑
Сокращённое ионное уравнение (сокращаем ионы-наблюдатели K+ и SO4^2-):
SO3^2- + 2H+ → H2O + SO2↑
Вариант AB89BD
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: FeSO4 + (NH4)2CO3 = FeCO3↓ + (NH4)2SO4; Fe2+ + SO4^2- + 2NH4+ + CO3^2- = FeCO3↓ + 2NH4+ + SO4^2-; Fe2+ + CO3^2- = FeCO3↓
Из перечня (сероводород — слабый электролит, карбонат аммония, сульфат железа(II), дихромат калия, серная кислота, хлорид натрия — сильные электролиты) нужны два сильных электролита, дающих осадок при ионном обмене.
Сульфат железа(II) и карбонат аммония — оба сильные электролиты (полностью диссоциируют), их реакция даёт нерастворимый карбонат железа(II):
Молекулярное уравнение: FeSO4 + (NH4)2CO3 = FeCO3↓ + (NH4)2SO4
Полное ионное уравнение:
Fe2+ + SO4^2- + 2NH4+ + CO3^2- = FeCO3↓ + 2NH4+ + SO4^2-
Сокращённое ионное уравнение (сокращаем ионы-наблюдатели NH4+ и SO4^2-):
Fe2+ + CO3^2- = FeCO3↓
Вариант AC1FA8
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Ba(NO3)2 + (NH4)2SO4 = BaSO4↓ + 2NH4NO3
Из перечня (бром, нитрат бария, сульфат аммония, концентрированная соляная кислота, перманганат калия) реакция ионного обмена возможна между нитратом бария и сульфатом аммония: образуется нерастворимый сульфат бария. Молекулярное уравнение: Ba(NO3)2+(NH4)2SO4=BaSO4↓+2NH4NO3. Полное ионное уравнение: Ba2++2NO3-+2NH4++SO4^2-=BaSO4↓+2NH4++2NO3-. Сокращённое ионное уравнение: Ba2++SO4^2-=BaSO4↓.
Вариант B7D59C
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: сульфид калия K2S и ацетат магния Mg(CH3COO)2.
Молекулярное уравнение: K2S + Mg(CH3COO)2 = MgS↓ + 2CH3COOK
Полное ионное уравнение: 2K+ + S2- + Mg2+ + 2CH3COO- = MgS↓ + 2CH3COO- + 2K+
Сокращённое ионное уравнение: Mg2+ + S2- = MgS↓
Из перечня (перманганат калия KMnO4, сульфид калия K2S, ацетат магния Mg(CH3COO)2, фосфат калия K3PO4, гидроксид алюминия Al(OH)3) нужно найти пару для реакции ИОННОГО ОБМЕНА.
Верная пара: сульфид калия и ацетат магния — сульфид магния MgS малорастворим, поэтому реакция обмена протекает с образованием осадка: K2S + Mg(CH3COO)2 = MgS↓ + 2CH3COOK.
В полном ионном уравнении сильные электролиты (K2S, Mg(CH3COO)2, CH3COOK — растворимые) записываются в виде ионов, MgS (осадок) — в молекулярном виде. Сокращая одинаковые ионы (K+ и CH3COO-) с обеих сторон, получаем сокращённое ионное уравнение: Mg2+ + S2- = MgS↓.
Вариант B931CB
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: H2S + 2HNO3(конц.) = S↓ + 2NO2↑ + 2H2O
Из перечня (сероводород H2S, концентрированная азотная кислота HNO3, сульфат алюминия, оксид фосфора(V), нитрат меди(II)) выбираем пару для ОВР.
H2S — восстановитель (S в степени окисления -2), концентрированная HNO3 — окислитель.
Электронный баланс:
S^-2 - 2e^- → S^0 |1 (окисление, восстановитель — H2S)
N^+5 + 1e^- → N^+4 |2 (восстановление, окислитель — HNO3)
Уравнение: H2S + 2HNO3(конц.) = S↓ + 2NO2↑ + 2H2O
Проверка: H: слева 2+2=4, справа 4; N:2=2; O: слева 6, справа 4+2=6; S:1=1. Баланс сходится.
Сульфат алюминия, оксид фосфора(V) и нитрат меди(II) в этой ОВР не участвуют — не проявляют подходящих окислительно-восстановительных свойств.
Вариант BC5BDC
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: сульфат железа(II) FeSO4 и дихромат калия K2Cr2O7 (в присутствии серной кислоты H2SO4).
Уравнение реакции: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Электронный баланс:
Fe2+ − 1e- → Fe3+ (окисление), ×6
Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O (восстановление)
Окислитель — K2Cr2O7 (хром восстанавливается с +6 до +3); восстановитель — FeSO4 (железо окисляется с +2 до +3).
Из перечня (фтороводород HF, карбонат аммония (NH4)2CO3, сульфат железа(II) FeSO4, дихромат калия K2Cr2O7, серная кислота H2SO4) нужно найти пару для ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ реакции.
HF и (NH4)2CO3 не проявляют выраженных окислительно-восстановительных свойств в реакциях с другими веществами перечня.
Верная пара: дихромат калия (сильный окислитель, Cr в степени окисления +6) и сульфат железа(II) (Fe2+ — типичный восстановитель), реакция протекает в кислой среде (серная кислота из перечня создаёт нужную среду): 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O.
Электронный баланс: Fe2+ теряет 1 электрон (окисляется до Fe3+), ×6 для баланса с Cr2O7^2-, который принимает 6 электронов (2 атома Cr, каждый +6→+3, то есть по 3 электрона на атом).
Вариант BC6E66
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Пара веществ: сульфат железа(II) FeSO4 и дихромат калия K2Cr2O7 (в присутствии серной кислоты H2SO4).
Уравнение реакции: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Электронный баланс:
Fe2+ − 1e- → Fe3+ (окисление), ×6
Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O (восстановление)
Окислитель — K2Cr2O7; восстановитель — FeSO4. В растворе образуются три соли: Fe2(SO4)3, Cr2(SO4)3 и K2SO4.
Из перечня (сероводород H2S, карбонат аммония (NH4)2CO3, сульфат железа(II) FeSO4, дихромат калия K2Cr2O7, серная кислота H2SO4, хлорид натрия NaCl) нужно найти пару ОВР, дающую в растворе именно ТРИ соли.
Реакция дихромата калия с сульфатом железа(II) в кислой среде (H2SO4) даёт ровно три соли: сульфат железа(III), сульфат хрома(III) и сульфат калия: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O.
(Для сравнения: H2S+K2Cr2O7+H2SO4 дал бы осадок серы — не соль, а простое вещество, поэтому это не подходит под критерий «три соли».)
Электронный баланс: Fe2+-1e-→Fe3+ (×6, восстановитель) и Cr2O7^2-+14H++6e-→2Cr3++7H2O (окислитель).
Вариант BEA607
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2FeSO4 + 2H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O
Перечень: ацетат бария, нитрит магния, сульфат железа(II), хромат калия, гидроксид меди(II), серная кислота.
Требуется ОВР, в которой окисляется КАТИОН МЕТАЛЛА и выделяется газ. Концентрированная серная кислота способна окислять катион Fe2+ до Fe3+, сама восстанавливаясь до SO2 (газ):
2FeSO4 + 2H2SO4(конц., горячая) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O
Проверка баланса: слева Fe2,S4,O16,H4; справа Fe2(SO4)3(Fe2,S3,O12)+SO2(S1,O2)+2H2O(H4,O2) — итого Fe2,S4,O16,H4 — сходится.
Электронный баланс:
Fe2+ − e⁻ → Fe3+ |×2 (окисление, восстановитель — FeSO4)
S+6 + 2e⁻ → S+4 |×1 (восстановление, окислитель — H2SO4)
Окислитель: H2SO4 (сера восстанавливается от +6 до +4).
Восстановитель: FeSO4 (железо окисляется от +2 до +3).
Вариант C2E251
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O. Электронный баланс: Mn+7 + 5e- → Mn+2 (восстановление, ×2); 2Cl- - 2e- → Cl2 (окисление, ×5). Окислитель — KMnO4 (Mn+7); восстановитель — HCl (Cl-).
Из перечня (нитрат бария, сульфид калия, соляная кислота, нитрит натрия, перманганат калия, ацетат железа(II)) ищем пару, ОВР между которыми даёт ГАЗ.
Берём перманганат калия и соляную кислоту — классическая, хорошо известная реакция: перманганат (сильный окислитель) окисляет хлорид-ион до газообразного хлора, восстанавливаясь до Mn2+:
Окисление: 2Cl- - 2e- → Cl2 (×5)
Восстановление: Mn+7 + 5e- → Mn+2 (×2)
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Проверка баланса: K:2=2; Mn:2=2; Cl:16=2+4+10=16; H:16=16; O:8=8 — уравнение сбалансировано. Выделяется газообразный хлор.
Вариант C54555
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Вещества: сульфит аммония (NH4)2SO3 и бромоводород HBr. Молекулярное уравнение: (NH4)2SO3 + 2HBr = 2NH4Br + H2O + SO2↑. Полное ионное: 2NH4+ + SO3(2-) + 2H+ + 2Br− = 2NH4+ + 2Br− + H2O + SO2↑. Сокращённое ионное: SO3(2-) + 2H+ = H2O + SO2↑
Из перечня (перманганат калия, гидроксид хрома(III), хлор, сульфит аммония, бромоводород, гидроксид бария) выбираем пару, где реакция ионного обмена (без ОВР) даёт газ БЕЗ образования осадка.
Сульфит аммония (NH4)2SO3 с бромоводородной кислотой HBr: более сильная кислота HBr вытесняет слабую летучую сернистую кислоту, которая разлагается на SO2 и воду. Все продукты (NH4Br) растворимы, осадка не образуется, выделяется газ SO2.
Если бы вместо HBr взяли Ba(OH)2, реакция дала бы и газ (NH3), и осадок (BaSO3, малорастворимый) — не подходит по условию «без осадка».
Молекулярное уравнение: (NH4)2SO3 + 2HBr = 2NH4Br + H2O + SO2↑.
Полное ионное: 2NH4+ + SO3(2-) + 2H+ + 2Br− = 2NH4+ + 2Br− + H2O + SO2↑.
Сокращённое ионное (убираем спектаторы NH4+ и Br−): SO3(2-) + 2H+ = H2O + SO2↑.
Вариант CE7DA4
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2AgF + Ca(CH3COO)2 = CaF2↓ + 2CH3COOAg
Из перечня (сера, концентрированная азотная кислота, оксид углерода(IV), фторид серебра AgF, ацетат кальция Ca(CH3COO)2) нужно найти пару для реакции ионного обмена.
AgF содержит фторид-ион, ацетат кальция — катион Ca2+. Особенность: в отличие от других галогенидов кальция (растворимых), фторид кальция CaF2 практически нерастворим в воде — это классическое исключение, которое используется для проверки знания таблицы растворимости.
Молекулярное уравнение: 2AgF + Ca(CH3COO)2 = CaF2↓ + 2CH3COOAg
Полное ионное: 2Ag^+ + 2F^- + Ca^2+ + 2CH3COO^- = CaF2↓ + 2Ag^+ + 2CH3COO^-
Сокращённое ионное: Ca^2+ + 2F^- = CaF2↓
Сера, углекислый газ и азотная кислота в этой конкретной паре не задействованы (хотя HNO3 тоже могла бы вытеснить уксусную кислоту из ацетата, наиболее показательный вариант — образование осадка CaF2).
Вариант CF4E2B
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Перманганат калия и иодид калия: 2KMnO4 + 6KI + 4H2O = 2MnO2↓ + 3I2 + 8KOH
Из перечня (перманганат калия, иодид калия, фторид аммония, ацетат натрия, сульфат магния) редокс-пара — KMnO4 (окислитель) и KI (восстановитель). Поскольку сильной кислоты в перечне нет (только вода), реакция идёт в НЕЙТРАЛЬНОЙ среде — перманганат восстанавливается до MnO2 (бурый осадок), а не до Mn²⁺.
Электронный баланс: Mn⁺⁷+3ē→Mn⁺⁴ (восстановление, окислитель KMnO4, ×2); 2I⁻−2ē→I2 (окисление, восстановитель KI, ×3).
Уравнение: 2KMnO4 + 6KI + 4H2O = 2MnO2↓ + 3I2 + 8KOH.
Проверка: K слева2+6=8,справа8✓; Mn2=2✓; I6=6✓; O слева8+4=12,справа4+8=12✓; H8=8✓.
Вариант D1561A
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Na2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S↓ + Na2SO4 + 7H2O. Электронный баланс: S(-2) - 2e- → S(0) (восстановитель, сероводород, ×3); 2Cr(+6) + 6e- → 2Cr(+3) (окислитель, дихромат натрия). Окислитель — дихромат натрия, восстановитель — сероводород.
Из перечня (гидроксид магния, сероводород, нитрат серебра, дихромат натрия, серная кислота) нужна пара, между которой возможна ОВР. Дихромат натрия Na2Cr2O7 (хром в степени окисления +6, сильный окислитель в кислой среде) реагирует с сероводородом H2S (сера -2, восстановитель) в присутствии серной кислоты (создаёт нужную кислую среду для дихромата): сера окисляется до простого вещества (элементарной серы), а хром восстанавливается до +3. (Реакция AgNO3+H2S даёт лишь осадок Ag2S путём обычного ионного обмена, без изменения степеней окисления — это не ОВР.) Уравнение: Na2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S↓ + Na2SO4 + 7H2O. Проверка баланса: Cr:2=2, Na:2=2, S: слева 3+4=7, справа 3+3+1=7, H: слева 6+8=14, справа 14, O: слева 7+16=23, справа 12+4+7=23 — сбалансировано.
Вариант D5265A
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Перманганат калия и концентрированная соляная кислота: 2KMnO4 + 16HCl(конц.) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Из перечня (бром, нитрат бария, сульфат аммония, концентрированная соляная кислота, перманганат калия) классическая ОВР — перманганат калия окисляет хлорид-ион концентрированной соляной кислоты до молекулярного хлора.
Электронный баланс: Mn⁺⁷+5ē→Mn⁺² (восстановление, окислитель KMnO4, ×2); 2Cl⁻−2ē→Cl2 (окисление, восстановитель HCl, ×5).
Уравнение: 2KMnO4 + 16HCl(конц.) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O.
Проверка: K2=2✓; Mn2=2✓; Cl слева16,справа2+4+10=16✓; H16=16✓; O8=8✓.
Вариант DCFC9F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2NaMnO4 + 5MgI2 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5MgSO4 + Na2SO4 + 5I2 + 8H2O. Электронный баланс: Mn+7 + 5e- → Mn+2 (восстановление, ×2); 2I- - 2e- → I2 (окисление, ×5). Окислитель — NaMnO4 (Mn+7); восстановитель — MgI2 (I-).
Из перечня (уксусная кислота, сульфат лития, перманганат натрия, карбонат натрия, серная кислота, иодид магния) ищем ОВР, дающую простое вещество и соли.
Берём перманганат натрия и иодид магния в кислой среде (серная кислота из перечня обеспечивает нужную среду): перманганат — сильный окислитель, окисляет иодид-ион до свободного иода, сам восстанавливаясь до Mn2+:
Окисление: 2I- - 2e- → I2 (×5)
Восстановление: Mn+7 + 5e- → Mn+2 (×2)
2NaMnO4 + 5MgI2 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5MgSO4 + Na2SO4 + 5I2 + 8H2O
Проверка баланса: Na:2=2; Mn:2=2; Mg:5=5; I:10=10; S:8=2+5+1=8; O:40=40; H:16=16 — уравнение сбалансировано.
Продукты соответствуют условию: простое вещество — I2; соли — MnSO4, MgSO4, Na2SO4 (несколько солей, как и требуется во множественном числе).
Вариант DFEF41
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr
Из перечня (нитрат алюминия, бром Br2, нитрат бария, оксид серы(IV) SO2, гидроксид хрома(III), гидрокарбонат калия) нужно найти пару для ОВР, дающей раствор ДВУХ кислот.
Бром окисляет сернистый газ (в водном растворе, то есть сернистую кислоту) до серной кислоты, сам восстанавливаясь до бромоводородной кислоты:
Электронный баланс:
S^+4 - 2e^- → S^+6 |1 (окисление, восстановитель — SO2)
Br2^0 + 2e^- → 2Br^-1 |1 (восстановление, окислитель — Br2)
Уравнение: SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr
Проверка: S:1=1; Br:2=2; H: слева4, справа2+2=4; O: слева2+2=4, справа4. Баланс сходится.
Продукты — H2SO4 и HBr — раствор двух кислот, что соответствует условию задачи.
Вариант E0E92F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Na2SO3 + Br2 + H2O = Na2SO4 + 2HBr
Из перечня (нитрат цинка, сульфит натрия, бром, гидроксид калия, оксид меди(II)) окислительно-восстановительная реакция возможна между бромом (окислитель) и сульфитом натрия (восстановитель, S+4): Na2SO3+Br2+H2O=Na2SO4+2HBr. Электронный баланс: S+4-2e-→S+6 (восстановитель, окисление); Br2+2e-→2Br- (окислитель, восстановление). Окислитель — Br2, восстановитель — Na2SO3 (S+4).
Вариант E14406
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: (NH4)2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O
Из перечня (пероксид водорода, гидроксид калия, оксид хрома(III), фосфат серебра, сульфат аммония) реакция ионного обмена возможна между сульфатом аммония и гидроксидом калия: более сильное основание вытесняет слабое основание (аммиак) из соли аммония, при нагревании выделяется газообразный NH3. Молекулярное уравнение: (NH4)2SO4+2KOH=(t°)=K2SO4+2NH3↑+2H2O. Полное ионное уравнение: 2NH4++SO4^2-+2K++2OH-=2K++SO4^2-+2NH3↑+2H2O. Сокращённое ионное уравнение: NH4++OH-=NH3↑+H2O.
Вариант E6DE65
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5H3PO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
Перечень: перманганат калия, фосфин, серная кислота, нитрат лития, гидроксид железа(III).
Перманганат калия (сильный окислитель, Mn+7) окисляет фосфин (сильный восстановитель, P−3) в кислой среде (серная кислота):
5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5H3PO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
Электронный баланс:
P−3 − 8e⁻ → P+5 |×5 (окисление, восстановитель — PH3)
Mn+7 + 5e⁻ → Mn+2 |×8 (восстановление, окислитель — KMnO4)
Окислитель: KMnO4 (марганец восстанавливается от +7 до +2).
Восстановитель: PH3 (фосфор окисляется от −3 до +5).
Вариант ECF79C
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: (NH4)2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2NH3·H2O
Среди перечня (пероксид водорода, сульфид цинка, гидроксид калия, гидроксид хрома(III), сульфат аммония, хлорид бария) реакция ионного обмена, приводящая к образованию СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ, происходит между сульфатом аммония и гидроксидом калия: сильное основание вытесняет слабое основание (гидрат аммиака) из соли аммония: (NH4)2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2NH3·H2O. Полное ионное уравнение: 2NH4+ + SO4^2- + 2K+ + 2OH- → 2K+ + SO4^2- + 2NH3·H2O. Сокращённое ионное уравнение: NH4+ + OH- → NH3·H2O.
Вариант F06A48
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: Молекулярное уравнение: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O. Полное ионное: 2Al(OH)3 + 6H+ + 3SO4^2- = 2Al3+ + 3SO4^2- + 6H2O. Сокращённое ионное: Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O.
Из перечня (иодид калия, серная кислота, гидроксид алюминия, оксид марганца(IV), нитрат магния) нужна пара для РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА (не окислительно-восстановительной). Гидроксид алюминия — амфотерный нерастворимый гидроксид, реагирует с серной кислотой как основание (простая кислотно-основная реакция обмена, без изменения степеней окисления): 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O. (Другие комбинации из перечня либо не дают реакции, либо являются окислительно-восстановительными — например, MnO2 с KI или с концентрированной H2SO4.)
Вариант F1D8B7
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 2KMnO4 + KNO2 + 2KOH = 2K2MnO4 + KNO3 + H2O
Из перечня (сульфат аммония, гидроксид калия KOH, перманганат калия KMnO4, нитрит калия KNO2, оксид меди(II)) выбираем пару для ОВР.
Перманганат — окислитель (Mn+7), нитрит — восстановитель (N+3, легко окисляется до нитрата N+5). В сильнощелочной среде (KOH) марганец восстанавливается только до +6 (манганат):
Электронный баланс:
Mn^+7 + 1e^- → Mn^+6 |2 (восстановление, окислитель — KMnO4)
N^+3 - 2e^- → N^+5 |1 (окисление, восстановитель — KNO2)
Уравнение: 2KMnO4 + KNO2 + 2KOH = 2K2MnO4 + KNO3 + H2O
Проверка: Mn:2=2; K: слева2×2+1+2=7,справа2×2+1=5... (пересчитаем) слева: 2(из KMnO4)+1(из KNO2)+2(из KOH)=5, справа: 2×2(K2MnO4)+1(KNO3)=5 ✓; N:1=1; O: слева8+2+2=12, справа8+3+1=12 ✓; H: слева2, справа2 ✓. Баланс сходится.
Вариант F9FADC
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: (NH4)2SO4 + Sr(CH3COO)2 = SrSO4↓ + 2CH3COONH4; 2NH4+ + SO4^2- + Sr2+ + 2CH3COO- = SrSO4↓ + 2CH3COO- + 2NH4+; SO4^2- + Sr2+ = SrSO4↓
Из перечня (сульфид серебра(I) — нерастворим, азотная кислота, сульфат аммония, ацетат стронция, нитрат железа(III)) реакция ионного обмена возможна между сульфатом аммония и ацетатом стронция — образуется нерастворимый сульфат стронция.
Молекулярное уравнение: (NH4)2SO4 + Sr(CH3COO)2 = SrSO4↓ + 2CH3COONH4
Полное ионное уравнение (все участники — сильные электролиты, кроме нерастворимого SrSO4):
2NH4+ + SO4^2- + Sr2+ + 2CH3COO- = SrSO4↓ + 2CH3COO- + 2NH4+
Сокращённое ионное уравнение (сокращаем ионы-наблюдатели NH4+ и CH3COO-):
SO4^2- + Sr2+ = SrSO4↓
Вариант FBC5E7
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: CrCl3 + 3KOH → Cr(OH)3↓ + 3KCl
Перечень: гипохлорит калия, гидроксид калия, ацетат аммония, хлорид хрома(III), оксид серебра(I).
Реакция ионного обмена возможна между гидроксидом калия и хлоридом хрома(III) — щёлочь осаждает нерастворимый гидроксид хрома(III):
Молекулярное уравнение: CrCl3 + 3KOH → Cr(OH)3↓ + 3KCl
Полное ионное уравнение: Cr3+ + 3Cl− + 3K+ + 3OH− → Cr(OH)3↓ + 3K+ + 3Cl−
Сокращённое ионное уравнение: Cr3+ + 3OH− → Cr(OH)3↓
Вариант FE50E1
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5H3PO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
Перечень: перманганат калия, фосфин, серная кислота, нитрат лития, гидроксид алюминия.
Перманганат калия (сильный окислитель) окисляет фосфин (сильный восстановитель) в кислой среде (серная кислота):
5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5H3PO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
Электронный баланс:
P−3 − 8e⁻ → P+5 |×5 (окисление, восстановитель — PH3)
Mn+7 + 5e⁻ → Mn+2 |×8 (восстановление, окислитель — KMnO4)
Окислитель: KMnO4 (марганец восстанавливается от +7 до +2).
Восстановитель: PH3 (фосфор окисляется от −3 до +5).
Вариант FF0ED5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: MnO2 + 4HCl(конц.) →(t°) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Перечень: сульфат аммония, хлороводород, оксид фосфора(V), оксид марганца(IV), ацетат бария.
Оксид марганца(IV) (окислитель, Mn+4) реагирует с концентрированной соляной кислотой (частично проявляющей восстановительные свойства за счёт хлорид-иона) — классическая лабораторная реакция получения хлора:
MnO2 + 4HCl(конц.) →(t°) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Электронный баланс:
Mn+4 + 2e⁻ → Mn+2 |×1 (восстановление, окислитель — MnO2)
2Cl− − 2e⁻ → Cl2⁰ |×1 (окисление, восстановитель — HCl; из четырёх атомов хлора в HCl окисляются только два, остальные два остаются в составе MnCl2)
Окислитель: MnO2 (марганец восстанавливается от +4 до +2).
Восстановитель: HCl (часть хлора окисляется от −1 до 0).