Номер 7, страница 62 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 13. Серный ангидрид и серная кислота. Глава 1. Неметаллы - номер 7, страница 62.

Условие.

7. С какими из веществ, формулы которых перечислены ниже, реагирует серная кислота: а) разбавленная; б) концентрированная? $Fe$, $Fe(OH)_3$, $SO_2$, $C$, $CaO$, $Cu$, $Na_2CO_3$. Напишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

а) разбавленная;

Разбавленная серная кислота ($H_2SO_4$) проявляет типичные свойства сильных кислот. Она реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода, с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, а также с солями, образованными более слабыми или летучими кислотами.

Из предложенного списка веществ разбавленная $H_2SO_4$ реагирует с:

1. Железом (Fe), так как железо — металл, стоящий до водорода в ряду активности:

$Fe + H_2SO_4(разб.) \rightarrow FeSO_4 + H_2\uparrow$

2. Гидроксидом железа(III) (Fe(OH)₃), так как это основание (реакция нейтрализации):

$2Fe(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

3. Оксидом кальция (CaO), так как это основный оксид:

$CaO + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$

4. Карбонатом натрия (Na₂CO₃), который является солью слабой и неустойчивой угольной кислоты:

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

Разбавленная серная кислота не реагирует с диоксидом серы ($SO_2$ — кислотный оксид), углеродом ($C$ — неметалл) и медью ($Cu$ — металл, стоящий после водорода в ряду активности).

Ответ: разбавленная серная кислота реагирует с $Fe$, $Fe(OH)_3$, $CaO$, $Na_2CO_3$.

б) концентрированная;

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) является сильным окислителем, особенно при нагревании. Помимо типичных кислотных свойств (реакции с основаниями, основными оксидами, солями), она вступает в окислительно-восстановительные реакции с металлами (включая те, что стоят после водорода) и многими неметаллами.

Из предложенного списка веществ концентрированная $H_2SO_4$ реагирует с:

1. Железом (Fe): на холоде железо пассивируется концентрированной серной кислотой, но при нагревании реакция протекает, при этом кислота проявляет окислительные свойства:

$2Fe + 6H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2\uparrow + 6H_2O$

2. Гидроксидом железа(III) (Fe(OH)₃) по типу реакции нейтрализации:

$2Fe(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

3. Углеродом (C), который окисляется концентрированной кислотой при нагревании:

$C + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} CO_2\uparrow + 2SO_2\uparrow + 2H_2O$

4. Оксидом кальция (CaO), как с основным оксидом:

$CaO + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$

5. Медью (Cu), которая, в отличие от реакции с разбавленной кислотой, реагирует с концентрированной $H_2SO_4$ при нагревании:

$Cu + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$

6. Карбонатом натрия (Na₂CO₃), как с солью более слабой кислоты:

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

Концентрированная серная кислота не реагирует с диоксидом серы ($SO_2$), так как сера в $H_2SO_4$ находится в высшей степени окисления (+6) и не может окислить серу в степени окисления +4.

Ответ: концентрированная серная кислота реагирует с $Fe$ (при нагревании), $Fe(OH)_3$, $C$ (при нагревании), $CaO$, $Cu$ (при нагревании), $Na_2CO_3$.