Номер 2, страница 111 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 3. Глава 3. Неорганическая химия - номер 2, страница 111.

Условие.

2. Установите соответствие между простым веществом и реагентами, с каждым из которых оно может взаимодействовать.

ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО

А) углерод

Б) алюминий

В) сера

Г) железо

РЕАГЕНТЫ

1) $CuO$, $H_2$, $Al$

2) $HNO_3$ (конц.), $MgSO_4$, $HCl$

3) $O_2$, $H_2SO_4$ (разб.), $HNO_3$ (разб.)

4) $H_2SO_4$ (конц.), $KOH$, $H_2$

5) $HNO_3$ (конц.), $Hg(NO_3)_2$, $K_2SO_4$

Решение.

Решение 2.

Для установления соответствия необходимо проанализировать химические свойства каждого простого вещества и проверить, с какими из предложенных наборов реагентов оно может вступать в реакцию.

А) Углерод (C)

Углерод — неметалл, проявляющий восстановительные свойства. Рассмотрим предложенные наборы реагентов:

• 1) CuO, H₂, Al: Углерод реагирует с каждым из этих веществ. Он восстанавливает оксид меди при нагревании, реагирует с водородом при высокой температуре и давлении, а также с алюминием при сильном нагревании с образованием карбида.
  $C + 2CuO \xrightarrow{t} 2Cu + CO_2\uparrow$
  $C + 2H_2 \rightleftharpoons CH_4$ (при t, p, кат.)
  $3C + 4Al \xrightarrow{t} Al_4C_3$
• 2) HNO₃(конц.), MgSO₄, HCl: Не реагирует с MgSO₄ и HCl.
• 3) O₂, H₂SO₄(разб.), HNO₃(разб.): Не реагирует с разбавленными серной и азотной кислотами.
• 4) H₂SO₄(конц.), KOH, H₂: Не реагирует с KOH в обычных условиях.
• 5) HNO₃(конц.), Hg(NO₃)₂, K₂SO₄: Не реагирует с Hg(NO₃)₂ и K₂SO₄.

Следовательно, для углерода подходит набор реагентов №1.

Ответ: 1

Б) Алюминий (Al)

Алюминий — активный амфотерный металл. Он реагирует с кислотами, щелочами, кислородом и вытесняет менее активные металлы из растворов их солей.

• 1) CuO, H₂, Al: Не реагирует с водородом.
• 2) HNO₃(конц.), MgSO₄, HCl: Не реагирует с MgSO₄, так как магний активнее алюминия.
• 3) O₂, H₂SO₄(разб.), HNO₃(разб.): Алюминий реагирует с каждым из этих веществ.
  $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$
  $2Al + 3H_2SO_4(разб.) \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2\uparrow$
  $Al + 4HNO_3(разб.) \rightarrow Al(NO_3)_3 + NO\uparrow + 2H_2O$
• 4) H₂SO₄(конц.), KOH, H₂: Не реагирует с водородом.
• 5) HNO₃(конц.), Hg(NO₃)₂, K₂SO₄: Не реагирует с K₂SO₄, так как калий активнее алюминия.

Следовательно, для алюминия подходит набор реагентов №3.

Ответ: 3

В) Сера (S)

Сера — типичный неметалл, который может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

• 1) CuO, H₂, Al: Сера реагирует со всеми веществами, но этот набор уже однозначно определён для углерода.
• 2) HNO₃(конц.), MgSO₄, HCl: Не реагирует с MgSO₄ и HCl.
• 3) O₂, H₂SO₄(разб.), HNO₃(разб.): Не реагирует с разбавленной серной кислотой.
• 4) H₂SO₄(конц.), KOH, H₂: Сера реагирует с каждым из этих веществ. Она окисляется концентрированной серной кислотой, диспропорционирует в щелочи и реагирует с водородом при нагревании.
  $S + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} 3SO_2\uparrow + 2H_2O$
  $3S + 6KOH \rightarrow 2K_2S + K_2SO_3 + 3H_2O$
  $S + H_2 \xrightarrow{t} H_2S$
• 5) HNO₃(конц.), Hg(NO₃)₂, K₂SO₄: Не реагирует с K₂SO₄.

Следовательно, для серы подходит набор реагентов №4.

Ответ: 4

Г) Железо (Fe)

Железо — металл средней активности. Реагирует с кислотами, кислородом, вытесняет менее активные металлы из растворов их солей.

• 1) CuO, H₂, Al: Не реагирует с водородом и алюминием.
• 2) HNO₃(конц.), MgSO₄, HCl: Не реагирует с MgSO₄, так как магний активнее железа.
• 3) O₂, H₂SO₄(разб.), HNO₃(разб.): Железо реагирует с каждым из этих веществ.
  $3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t} Fe_3O_4$
  $Fe + H_2SO_4(разб.) \rightarrow FeSO_4 + H_2\uparrow$
  $Fe + 4HNO_3(разб.) \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO\uparrow + 2H_2O$
• 4) H₂SO₄(конц.), KOH, H₂: Не реагирует с KOH и H₂.
• 5) HNO₃(конц.), Hg(NO₃)₂, K₂SO₄: Не реагирует с K₂SO₄, так как калий активнее железа.

Анализ показывает, что для железа, как и для алюминия, подходит набор реагентов №3. В подобных заданиях обычно предполагается однозначное соответствие. Поскольку для алюминия (Б) набор №3 является единственно возможным, а для других простых веществ (А и В) были найдены свои уникальные наборы (1 и 4), можно сделать вывод о наличии ошибки в условии задачи. Однако, если следовать строго химическим свойствам, железо взаимодействует со всеми веществами из набора №3.

Ответ: 3