Решение:
Для определения правильного варианта проанализируем каждую пару веществ:
- Al2(SO4)3 + KOH и I2 + H2S
- Al2(SO4)3 + KOH: Реакция обмена между солью и основанием. Возможна, так как образуется осадок Al(OH)3. \( \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + 6\text{KOH} \rightarrow 2\text{Al(OH)}_3\downarrow + 3\text{K}_2\text{SO}_4 \)
- I2 + H2S: Реакция окислительно-восстановительная, а не замещения.
- CaO + SO3 и Ca3N2 + HCl
- CaO + SO3: Реакция соединения (образование соли). \( \text{CaO} + \text{SO}_3 \rightarrow \text{CaSO}_4 \)
- Ca3N2 + HCl: Реакция обмена (вода не образуется, но азот - неподходящий анион для образования соли с кальцием).
- Fe + HCl и Fe + CuSO4
- Fe + HCl: Реакция замещения (металл вытесняет водород из кислоты). \( \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\uparrow \)
- Fe + CuSO4: Реакция замещения (более активный металл вытесняет менее активный из соли). \( \text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu}\downarrow \)
- Cu(OH)2 + H2SO4 и CuS + HNO3
- Cu(OH)2 + H2SO4: Реакция нейтрализации (обмена) между основанием и кислотой. \( \text{Cu(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \)
- CuS + HNO3: Реакция окислительно-восстановительная (сера окисляется, азот восстанавливается), а не замещения.
Таким образом, в третьем варианте первая пара веществ вступает в реакцию замещения, а вторая пара — также в реакцию замещения. Однако, формулировка вопроса подразумевает, что первая пара — обмен, а вторая — замещение. Вернемся к анализу. Если в первом варианте первая реакция обмена, а вторая — не замещения. Во втором варианте первая — соединения. В четвертом варианте первая — обмен, вторая — окислительно-восстановительная.
Давайте пересмотрим условия. Первая пара - реакция обмена, вторая пара - реакция замещения. Исходя из этого:
- Вариант 1: Первая реакция - обмен (Al₂(SO₄)₃ + KOH), вторая - не замещение (I₂ + H₂S).
- Вариант 2: Первая реакция - соединение (CaO + SO₃), вторая - обмен (Ca₃N₂ + HCl).
- Вариант 3: Первая реакция - замещение (Fe + HCl), вторая - замещение (Fe + CuSO₄).
- Вариант 4: Первая реакция - обмен (Cu(OH)₂ + H₂SO₄), вторая - не замещение (CuS + HNO₃).
Есть несоответствие между заданием и вариантами. Предположим, что в вопросе опечатка и имеется в виду