Решение:
Для различения веществ нужно подобрать реактив, который даст разные наблюдаемые эффекты (осадок, газ, изменение цвета) с каждым из веществ в паре.
- Пара А) K2SO3 и K2SiO3
- Оба вещества являются солями слабых кислот (сернистой и кремниевой).
- При добавлении HCl (2) к K2SO3 выделится газ SO2 с резким запахом:
\( K_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + SO_2 \uparrow + H_2O \) - При добавлении HCl (2) к K2SiO3 образуется студенистый осадок кремниевой кислоты:
\( K_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2SiO_3 \downarrow \) - Таким образом, HCl позволяет различить эти два вещества.
- Пара Б) AlCl3 и KCl
- AlCl3 — соль, образованная сильной кислотой и слабым основанием, её водный раствор имеет кислую реакцию из-за гидролиза.
- KCl — соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием, её водный раствор нейтральный.
- Фенолфталеин (1) в нейтральной среде бесцветен, а в слабокислой среде (AlCl3) тоже останется бесцветным. NaOH (4) даст осадок с AlCl3 (гидроксид алюминия), но с KCl реакции не будет (если не использовать избыток NaOH, который растворит осадок).
- Однако, NaOH (4) является наилучшим выбором, так как с AlCl3 образуется осадок, а с KCl реакции не будет.
\( AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl \) - HCl (2) даст нейтральную реакцию с обоими растворами (если не рассматривать реакцию с водой).
- Ba(NO3)2 (3) не реагирует ни с AlCl3, ни с KCl.
- Пара B) Mg(NO3)2 и Zn(NO3)2
- Оба вещества — нитраты, образованные сильными кислотами и амфотерными гидроксидами.
- При добавлении NaOH (4) к Mg(NO3)2 образуется белый осадок Mg(OH)2:
\( Mg(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3 \) - При добавлении NaOH (4) к Zn(NO3)2 сначала образуется белый осадок Zn(OH)2, который затем растворяется в избытке щелочи с образованием комплексно-го соединения:
\( Zn(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3 \)
\( Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4] \) - Таким образом, NaOH позволяет различить эти два вещества, наблюдая растворение осадка гидроксида цинка в избытке щелочи.
Ответ: А — 2, Б — 4, В — 4.