Номер 6, страница 33 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. От этана ацетилен можно отличить с помощью

1) раствора перманганата калия

2) воды

3) гидроксида натрия

4) серной кислоты

Для того чтобы отличить этан от ацетилена, необходимо использовать реагент, который будет по-разному взаимодействовать с этими двумя веществами, приводя к наблюдаемому эффекту, такому как изменение цвета раствора или выпадение осадка.

Этан ($C_2H_6$) относится к классу алканов (предельных углеводородов). Молекула этана содержит только одинарные связи $C-C$ и $C-H$, которые являются прочными и химически малоактивными. Поэтому этан в обычных условиях не вступает в реакции присоединения и устойчив к действию большинства окислителей, кислот и щелочей.

Ацетилен ($C_2H_2$ или $HC \equiv CH$) относится к классу алкинов (непредельных углеводородов). Его отличительной особенностью является наличие тройной связи $C \equiv C$. Эта связь состоит из одной прочной $\sigma$-связи и двух менее прочных $\pi$-связей, что делает её центром высокой электронной плотности и обуславливает высокую реакционную способность ацетилена. Алкины легко вступают в реакции присоединения и окисления.

Проанализируем каждый из предложенных реагентов:

1) раствора перманганата калия
Раствор перманганата калия ($KMnO_4$) — сильный окислитель, имеющий интенсивную фиолетовую окраску. Это качественный реагент на непредельные углеводороды (реакция Вагнера). Ацетилен, как непредельное соединение, будет вступать с ним в реакцию окисления. При пропускании ацетилена через подкисленный или нейтральный раствор $KMnO_4$ произойдет его обесцвечивание, так как тройная связь будет окисляться. В нейтральной среде реакция идет с образованием бурого осадка диоксида марганца $MnO_2$ (визуальный признак):
$3C_2H_2 + 8KMnO_4 \rightarrow 3K_2C_2O_4 + 8MnO_2\downarrow + 2KOH + 2H_2O$
Этан, как предельный углеводород, с раствором перманганата калия в этих условиях не реагирует, и фиолетовая окраска раствора сохранится. Таким образом, с помощью этого реагента можно легко отличить ацетилен от этана.

2) воды
И этан, и ацетилен являются газами, плохо растворимыми в воде ($H_2O$). При обычных условиях они не реагируют с водой. Реакция гидратации ацетилена (реакция Кучерова) требует наличия катализатора (солей ртути(II)) и нагревания. Следовательно, вода не позволяет различить эти газы.

3) гидроксида натрия
Гидроксид натрия ($NaOH$) является основанием (щелочью). Этан не проявляет ни кислотных, ни основных свойств и не реагирует с $NaOH$. Ацетилен обладает очень слабыми кислотными свойствами (атомы водорода при тройной связи подвижны), но их недостаточно для реакции с водным раствором щелочи, такой как $NaOH$. Видимых изменений не произойдет.

4) серной кислоты
Этан инертен по отношению к серной кислоте ($H_2SO_4$) в обычных условиях. Ацетилен может реагировать с концентрированной серной кислотой (реакции полимеризации, сульфатирования), но эти процессы не дают быстрого и четкого визуального эффекта, подходящего для качественного анализа, в отличие от реакции с перманганатом калия.

Исходя из анализа, наиболее подходящим и наглядным способом отличить ацетилен от этана является использование раствора перманганата калия, так как он дает четкий визуальный результат (обесцвечивание раствора и/или выпадение осадка) только с ацетиленом.

Ответ: 1) раствора перманганата калия