Ответ:

Чёрный осадок — сульфид меди(II): \(\mathrm{CuSO_4 + K_2S \rightarrow CuS\downarrow + K_2SO_4}\). Поэтому \(X\) — вариант 4.

Для второй пробирки нужен раствор щёлочи. Подходит LiOH: \(\mathrm{CuSO_4 + 2LiOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Li_2SO_4}\); сокращённое ионное уравнение соответствует условию. Выбираем LiOH, поскольку Ba(OH)₂ дополнительно дал бы осадок BaSO₄ с сульфат-ионами.

Ответ: X — 4) K₂S; Y — 3) LiOH.