Серная кислота. Решение заданий Тестовой части ЕГЭ 2022

Все задания этого урока относятся к ЕГЭ по Химии 2022 года Тестовой части с использованием химических свойств серной кислоты.

Задание 1:
В одну из пробирок с раствором вещества X добавили раствор вещества A и наблюдали образование белого осадка. В другую пробирку, также содержащую раствор вещества X, добавили вещество Y и наблюдали выделение газа. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) хлорид натрия;
2) нитрат бария;
3) соляная кислота;
4) карбонат кальция;
5) серная кислота.

Решение:
В данном задании есть две реакции: в одной образовался осадок белого цвета, в другой – выделился газ.
Единственное, что объединяет эти две реакции – вещество Х.
Для начала, вспомним несколько важных аспектов:
1) в ионно-обменных реакциях выделение газа происходит при взаимодействии солей слабых кислот с более сильными кислотами(например, соли угольной и сернистой кислот)
2) осадков белого цвета не так много, и одним из часто встречающихся в ЕГЭ является сульфат бария(соединения бария являются качественными на сульфат-анион)
3) все соли калия и натрия являются РАСТВОРИМЫМИ.
Исходя из условия, ищем кислоту(так как выделился газ), это либо соляная, либо серная.
Если возьмем соляную кислоту, то она дает белые осадки с солями серебра и свинца, а среди ответов таких солей нет.
Поэтому берем серную кислоту (вещество Х).
Она в реакции с нитратом бария(вещество А) дает белый осадок сульфат бария.
Вторая реакция проходит с выделением газа, очевидно, что из вариантов подходит карбонат кальция(вещество Y): образуется угольная кислота, которая распадается на углекислый газ и воду.
Ответ: 54

Задание 2:
Задана следующая схема превращений:
Fe₂O₃ ( + Al) → X ( + H₂SO₄(конц.)) → Y
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) сульфат железа(III)
2) сульфат железа(II)
3) железо
4) сульфид железа(III)
5) феррит железа.

Решение:
Первая реакция – это взаимодействие оксида железа(III) с алюминием, известный способ получения металлов из их оксидов с помощью алюминия при высокой t (алюминотермия).
В результате образуется чистый металл железо.
Вторая реакция проходит между железом и концентрированной серной кислотой с образованием сульфата железа(III), сернистого газа и воды.
Ответ: 31

Задание 3:
Установите соответствие между изменением степени окисления серы в реакции и формулами веществ, при взаимодействии которых происходит такое изменение: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
А) S ⁺⁴ → S ⁺⁶
Б) S ^-2 → S ⁰
В) S ⁺⁶ → S ⁺⁴

1) Cu и H₂SO₄(разб.)
2) H₂S и O₂
3) S и H₂SO₄(конц.)
4) SO₂ и O₂

Решение:
1) медь + разбавленная серная кислота; эта реакция НЕ идет, так как медь стоит в ряду активности ПОСЛЕ водорода и не вытесняет его.
2) сероводород + кислород; это процесс окисления, в результате которого образуются сера(S) и вода, степень окисления серы увеличивается S ^-2 → S ⁰.
3) сера + серная кислота; в этом взаимодействии образуются сернистый газ(SO₂) и вода, степень окисления серы уменьшается S ⁺⁶ → S ⁺⁴.
4) сернистый газ + кислород; это окислительный процесс, в результате которого образуется высший оксид серы(серный ангидрид), степень окисления серы увеличивается S ⁺⁴ → S ⁺⁶.
Ответ: 423

Задание 4:
Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Реагирующие вещества:
А) Zn и H₂SO₄(разб.)
Б) ZnO и H₂SO₄(разб.)
В) Zn и H₂SO₄(конц.)
Г) ZnS и O₂

Продукты реакции:
1) ZnSO₄ и H₂O
2) ZnO и SO₂
3) ZnSO₄, H₂S и H₂O
4) ZnO и SO₃
5) ZnSO₄ и H₂
6) ZnS, SO₂ и H₂O

Решение:
Данное задание является относительно легким: цинк реагирует как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой. В реакции с H₂SO₄(конц.) он помимо сульфата цинка, выдает газ с неприятным запахом – сероводород.
Процесс взаимодействия с H₂SO₄(разб.) это реакция замещения с выделением водорода.
Оксид цинка и серная кислота представляют ионно-обменную реакцию с образованием соли и воды.
Сульфид цинка окисляется до оксида цинка и воды.
Ответ: 5132

Задание 5:
Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые преимущественно образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Реагирующие вещества:
А) Cl₂ и NaOH(хол. р-р)
Б) C и H₂SO₄(конц.)
В) C и FeO
Г) Cu и H₂SO₄(конц.)

Продукты реакции:
1) CuSO₄, SO₂ и H₂O
2) NaCl, NaClO и H₂O
3) FeO и CO
4) CuSO₄ и H₂
5) CO₂, H₂O и SO₂
6) NaCl, NaClO₃ и H₂O

Решение:
1) Cl₂ и NaOH(хол. р-р): здесь не просто так дан именно холодный раствор, потому что при взаимодействии с горячим раствором NaOH будут другие продукты реакции(NaCl, NaClO₃ и H₂O). В данном процессе образуются NaCl, NaClO и H₂O.
2) C и H₂SO₄(конц.): углерод реагирует только с концентрированной серной кислотой с образованием углекислого газа(а не кислоты, как с другими неметаллами), сернистого газа и воды(CO₂, H₂O и SO₂).
3) C и FeO:в данной реакции восстановления образуются два оксида - FeO и CO.
4) Cu и H₂SO₄(конц.): медь реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием сульфата меди(II), сернистого газа и воды(CuSO₄, SO₂ и H₂O).
Ответ: 2531

Задание 6:
Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые преимущественно образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Реагирующие вещества:
А) H₂SO₄(конц.) и C
Б) H₂SO₄(конц.) и S
В) H₂SO₄(конц.) и Cu
Г) H₂SO₄(конц.) и Ag

Продукты реакции:
1) CO₂, H₂O и SO₂
2) Ag₂SO₄, SO₂ и H₂O
3) SO₂ и H₂O
4) CuSO₄ и H₂
5) CuSO₄, SO₂ и H₂O
6) Ag₂SO₄ и H₂

Решение:
Для начала вспомним: в реакциях концентрированной серной кислоты с неметаллами образуются кислоты этих неметаллов, кроме серы и углерода(они образуют оксиды).
1) H₂SO₄(конц.) и C: образуются CO₂, H₂O и SO₂
2) H₂SO₄(конц.) и S: образуются SO₂ и H₂O
В реакциях серной кислоты(конц.) с металлами, стоящими в ряду активности ПОСЛЕ водорода образуются соли, сернистый газ и вода(с разбавленной H₂SO₄ не реагируют).
3) H₂SO₄(конц.) и Cu: образуются CuSO₄, SO₂ и H₂O
4) H₂SO₄(конц.) и Ag: образуются Ag₂SO₄, SO₂ и H₂O
Ответ: 1352

Задание 7:
Задана следующая схема превращений:
H₂SO₃ (X)→ H₂SO₄ (Y)→ NaHSO₄
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) Br₂
2) H₂O
3) NaNO₃
4) NaOH
5) SO₂

Решение:
На первый взгляд, это задание кажется простым, однако, реакция образования серной кислоты из сернистой может вызвать сложности. Дело в том, что сернистую кислоту мы должны расписать на составные оксиды и тогда процесс пойдет:
SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄(k.) + 2HBr
Поэтому, первое вещество это бром.
Во второй реакции все легко: серная кислота вступает в реакцию нейтрализации с гидроксидом натрия с образованием кислой соли гидросульфата натрия(недостаток щелочи).
Ответ: 14

Задание 8:
Установите соответствие между схемой реакции и формулой недостающего в ней вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Схема реакции:
А) FeS + O₂ → Fe₂O₃ + …
Б) H₂SO₄ + S → … + H₂O
В) H₂SO₄(разб.) + Al → Al₂(SO₄)₃ + …
Формула вещества:
1) H₂S
2) SO₂
3) S
4) H₂
5) SO₃

Решение:
1) FeS + O₂ → Fe₂O₃ + …: эта реакция окислительно-восстановительная, железо здесь окисляется с +2 до +3, а кислород по очевидным причинам меняет степень окисления с 0 до -2; значит, сера степень не изменит и останется при +4. Получается, единственное соединение серы с такой степенью окисления – это SO₂.
2) H₂SO₄ + S → … + H₂O: данный процесс также ОВР, у серы до стрелки было +6 и 0, то есть эта реакция диспропорционирования(один и тот же элемент и окислитель, и восстановитель); нам нужно такое соединение серы, которое имеет степень окисления между выше указанными, это опять таки SO₂.
3) H₂SO₄(разб.) + Al → Al₂(SO₄)₃ + …: тут все проще всего – разбавленная серная кислота ведет себя так же, как все кислоты, металл замещает водород и вытесняет его, ответ H₂.
Ответ: 224

Задание 9:
Задана следующая схема превращений:
Cu (H₂SO₄) → X (KOH) → A(t) → Y
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) CuO
2) CuS
3) CuSO₄
4) K₂[Cu(OH)₄]
5) CuSO₃

Решение:
Схема превращений в этом задании не сложная:
- медь с серной кислотой(конц.) образует сульфат меди(II) – ответ 3;
- сульфат меди(II) в ионно-обменной реакции с гидроксидом калия дает нерастворимое основание Cu(OH)₂;
- гидроксид меди(II), как и все нерастворимые основания при нагревании разлагается на соответствующий оксид(CuO) и воду, ответ 1.
Ответ: 31

Задание 10:
Задана следующая схема превращений:
Mg + X → Y + H₂S + H₂O
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) H₂SO₄(разб.)
2) H₂SO₃
3) MgSO₄
4) MgSO₃
5) H₂SO₄(конц.)

Решение:
Магний относится к тем активным металлам, которые при взаимодействии с концентрированной серной кислотой образуют S, SO₂, H₂S.
В данном задании нужно расписать только одну химическую реакцию, причем, нам уже практически все известно: магний реагирует с конц. H₂SO₄ с образованием сульфата магния, сероводорода и воды.
Ответ: 53

Задание 11:
Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые преимущественно образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Реагирующие вещества:
А) Cu₂O и H₂SO₄(конц.)
Б) CuS и HNO₃ (конц.)
В) CuO и H₂SO₄(конц.)
Г) CuCl и H₂SO₄(конц.)

Продукты реакции:
1) CuSO₄ и H₂O
2) CuSO₄, SO₂, HCl и H₂O
3) Cu(NO₃)₂ и H₂S
4) Cu₂SO₄ и H₂O
5) CuSO₄, NO₂ и H₂O
6) CuSO₄, SO₂ и H₂O

Решение:
А) Cu₂O и H₂SO₄(конц.): в результате этой реакции ОВР происходит окисление меди до сульфата меди(II), сернистого газа и воды(CuSO₄, SO₂ и H₂O), пункт 6;
Б) CuS и HNO₃ (конц.): так как азотная кислота концентрированная, то в этом процессе образуются не нитрат меди(II), а сульфат меди(II), а также диоксид азота и вода(CuSO₄, NO₂ и H₂O), пункт 5;
В) CuO и H₂SO₄(конц.): оксид меди(II) и серная кислота образуют сульфат меди с аналогичной валентностью и воду(CuSO₄ и H₂O), пункт 1;
Г) CuCl и H₂SO₄(конц.): эта реакция относится к окислительно-восстановительным, в результате происходит окисление хлорида меди(I) с образованием сульфата меди(II), сернистого газа, хлороводорода и воды, пункт 2.
Ответ: 6512

Задание 12:
Установите соответствие между реагирующими веществами и формулой газа, выделяющегося при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Реагирующие вещества:
А) Zn и HCl
Б) Cu и H₂SO₄(конц.)
В) Mg и H₂SO₄(разб.)
Г) Ag и HNO₃(конц.)

Формула газа:
1) H₂
2) NO
3) NO₂
4) SO₂
5) Cl₂

Решение:
А) Zn и HCl: это простая реакция замещения, которая, кстати, является одним из лабораторных способов получения чистого водорода, в результате он и выделяется, пункт 1;
Б) Cu и H₂SO₄(конц.): медь окисляется до сульфата меди(II) с образованием сернистого газа, пункт 4;
В) Mg и H₂SO₄(разб.): магний с серной кислотой выделяет чистый водород в процессе реакции замещения, пункт 1;
Г) Ag и HNO₃(конц.): серебро реагирует с концентрированной азотной кислотой с образованием нитрата серебра, диоксида азота и воды, пункт 3.
Ответ: 1413

Задание 13:
Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые не оказывают влияния на скорость реакции железа с серной кислотой.
1) измельчение железа
2) добавление сульфата железа(II)
3) понижение температуры
4) увеличение концентрации водорода
5) повышение давления

Решение:
Для начала вспомним, какие факторы могут воздействовать на скорость химической реакции:
- сами реагирующие вещества;
- частота столкновения молекул(степень измельчения веществ, давление для газов и т.д);
- температура;
- катализаторы и ингибиторы(ускоряют и замедляют химическую реакцию соответственно).
Теперь нам нужно понять сам химический процесс, для этого запишем его:
H₂SO₄(p.) + Fe = FeSO₄ + H₂↑
В данном вопросе нам необходимо выбрать те факторы, которые НЕ влияют на скорость химической реакции.
1) измельчение железа – это действие приведет к ускорению скорости, нам не подходит;
2) добавление сульфата железа(II) – этот фактор не приведет к изменению скорости реакции, так как добавление продуктов реакции только увеличат концентрацию этих веществ;
3) понижение температуры приведет к снижению скорости реакции, нам не подходит;
4) увеличение концентрации водорода – увеличение продукта реакции к изменению скорости не ведет, этот вариант подходит;
5) повышение давления – не приведет к изменению скорости химической реакции, так как исходные вещества в данном процессе не газы, подходит.
Ответ: 245

Задание 14:
Установите соответствие между названием вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Название вещества:
А) сера
Б) серная кислота(конц.)
В) серная кислота(разб.)
Г) сульфид аммония

Реагенты:
1) CaCl₂, C, Pt
2) NaOH, HCl, H₂O
3) Ag, KCl, S
4) H₂SO₄(конц.), LiOH, P
5) Pb, CuS, SiO₂
6) Fe(н.у.), ZnS, CaCO₃

Решение:
А) сера – это неметалл, который реагирует с кислотами(серной(конц.), азотной), неметаллами, металлами, с щелочами, некоторыми солями, среди пунктов ответа нам подходит вариант 4;
Б) серная кислота(конц.) – является одной из сильнейших в химическом плане кислот, реагирует со многими веществами(даже с другими кислотами), для нее здесь подходит вариант ответа 3. Почему именно 3?
1) с данным списком не подходит платина, она ни при каких условиях с H₂SO₄ не реагирует;
2) здесь не подходит вода;
4) серная кислота сама с собой не реагирует;
5) здесь не подходит оксид кремния, он стоек к воздействию кислот, не считая плавиковой(HF);
6) в данном списке веществ не подходит железо, дано условие – н.у., стандартные условия, а при нормальной температуре серная кислота пассивирует железо и реакция не пойдет.
В) серная кислота(разб.) – тут не подходят все пункты, кроме 6:
- с железом при нормальных условиях происходит реакция замещения,
- с сульфидом цинка и карбонатом кальция проходят обычные реакции обмена;
Г) сульфид аммония((NH₄)₂S) – эта соль слабого основания и слабой кислоты, она подвергается гидролизу(реагирует с водой), вступает во взаимодействие с щелочами(с образованием аммиака и воды), а также реагирует с кислотами, подходит пункт 2.
Ответ: 4362

Задание 15:
В пробирку, содержащую раствор соединения бария(вещество X), добавили вещество Y. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращенное ионное уравнение:
Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) серная кислота
2) оксид серы(VI)
3) гидроксид бария
4) бромид бария
5) сульфит бария

Решение:
Для понимания этого задания нужно разбираться в ионно-обменных реакциях, и уметь составлять молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
Здесь представлен катион бария, который при взаимодействии с анионом сульфата образует осадок белого цвета – сульфат бария.
Теперь нужно найти два соединения, которые содержат данные ионы и соответствуют вышеуказанному ионному уравнению.
1) серная кислота – пока подходит, она содержит анион сульфат;
2) оксид серы – тут не подходит никак, оксиды не распадаются на ионы;
3) гидроксид бария – он содержит ион бария, однако, в сокращенном ионном уравнении после стрелки должна быть вода, а в нашем задании ее нет, поэтому, не подходит;
4) бромид бария – подходит, так как выделится сульфат бария и бромоводород;
5) сульфит бария – не подходит, при взаимодействии с серной кислотой выделится сульфат бария и сернистая кислота, которая является слабой и распадется на сернистый газ и воду, и мы должны будем вписать их в сокращенное ионное уравнение, а у нас есть только BaSO₄, не подходит.
Ответ: 41.

На этом все!